Вопрос 9. Регулирование компрессора.

Расчетный режим компрессора – режим, на котором работа компрессора соответствует номинальной частоте вращения . Он является единственным режимом, для которого производится газодинамический расчет компрессора при международных стандартных атмосферных условиях и определяются все основные геометрические размеры каждой ступени и все остальные параметры, т.е. лопаточный аппарат соответственно. На практике компрессор большую часть времени работает на нерасчетном режиме, изменяются: скоростей, характер течения в пограничном слое. Нерасчетный режим на отдельных ступенях многоступенчатого компрессора проявляется по-разному.

Нерасчетный режим:

Уравнение расхода для 1-й и последней ступени:

- условие неразрывности течения потока в компрессоре.

Из условия следует, что изменение обязательно должно сопровождаться изменением скорости на входе в 1-ю и последнюю ступень, а соответственно и расхода.

Чем больше расчетного режима, тем более значительным будет изменение отношения .

При уменьшении частоты вращения ротора, происходит уменьшение , соответственно увеличение .,

При общем уменьшении осевых скоростей, это возможно в случае более медленного снижения по сравнению с . При одинаковом снижении окружных скоростей U в ступенях, такое изменение и приведет к тому, что коэф. расхода на последней ступени возрастет, а на 1-й уменьшится. Снижение на 1-й ступени приведет к увеличению положительных углов атаки, а как следствие к помпажу, в последней ступени такое изменение режима работы приведет к увелечению отрицательных углов атаки, что уменьшает напорность, КПД. В предельном случае приведет к запиранию компрессора.

 

При увеличении частоты вращения картина обтекания решеток будет прямо-противоположна. Средние ступени оказываются наиболее устойчивыми к изменению режима работы компрессора, следовательно в них коэф. расхода изменяется мало.В связи с этим есть необходимость регулирования компрессора для обеспечения достаточных запасов устойчивости.

Вопрос) 1-й способ регулирования.

ДВУХКАСКАДНОСТЬ.

Метод хорош для высоконапорных компрессоров (высокие ), расширяет диапазон , в пределах которого компрессор будет устойчиво работать без применения специальных систем регулирования.

Нам необходимо для устойчивой работы, чтобы 1-я ступень имела бы меньшую частоту вращения, тогда коэф. расхода возрос бы, следовательно, последняя ступень должна иметь большую частоту вращения, следовательно уменьшить.

В 2-х каскадных компрессорах 2-й каскад имеет большую частоту вращения n, что само собой уменьшает .

Благодаря относительному росту оборотов каскада высокого давления и уменьшения оборотов каскада низкого давления углы атаки на последних ступенях увеличиваются, на 1-х – уменьшаются, приближаясь к расчетным. Но при переходе на пониженные расходы в 2-х вальном компрессоре автоматически уменьшается быстрее каскада высокого давления (ВД). Происходит «Скольжение роторов». Это объясняется тем, что на 1-й ступени уменьшается , следовательно увеличиваются углы атаки i, а на последней степени увеличивается, следовательно i уменьшаются. В результате мощность потребная для вращения 1-го каскада растет, а N, необходимая для вращения 2-го каскада уменьшается. Следовательно частота вращения 1-го каскада уменьшается быстрее чем 2-го.

 

7 вопрос)

2 Способ регулирования компрессора:

ПЕРЕПУСК.

Данный способ используется при запуске высоконапорных, однокаскадных компрессоров или при полете при высоких числах Маха, т. е. на режимах с пониженными приведенными оборотами. Из-за малых окружных скоростей и расходов воздуха и соответственно малых осевых скоростей напор в 1-х ступенях компрессора оказывается не большим, в итоге воздух, прошедший через 1-е ступени имеет малую плотность и не в состоянии пройти через средние ступени с более короткими лопатками. Средние ступени запираются. Малые коэф-ты расхода на 1-х ступенях вызывают критические, сверхкритические углы атаки и, следовательно, помпаж.

Открытие клапанов перепуска воздуха в районе средних ступеней приводит к увеличению на 1-х ступенях и соответственно уменьшенью углов атаки.

В последних ступенях уменьшатся, а углы атаки и растут. Их режим приближается к расчетному. По мере раскрутки ротора клапаны перепуска перекрываются.

Вопрос)

3-й Способ регулирования.