Лекция № 17 « Характеристики компрессоров. Помпаж компрессора»

Эксплуатационные характеристики компрессоров.

Оценка эксплуатационных качеств компрессоров производится с помощью характеристик, под которым понимают зависимости и от и n при данных условиях на входе в компрессор ( и ).

На расчетном режиме работы компрессора воздух плавно обтекает лопатки. На других режимах работы двигателя плавное обтекание лопаток нарушается, возникают срыв потока. В некоторых случаях срывы потока в элементах компрессора приводят к неустойчивой работе помпажу.

Общее понятие о расчетном и нерасчетном режимах работы компрессоров.

Расчетный режим, который обычно соответствует максимальной частоте вращения ротора, является единственным режимом работы компрессора, для которого производится газодинамический расчет и определяются основные геометрические размеры каждой ступени, углы установки лопаток, густота решеток и т.д.

Неустойчивая работа компрессора характеризуется резким периодическим колебанием двигателя и скоростей в потоке воздуха, проходящего через компрессор, колебанием воздушного потока в двигателе, а иногда и выбросом воздуха из компрессора во входное устройство.

Влияние числа Рейнольдса на характеристики компрессора.

Число Рейнольдса в компрессоре должно определяться из условия обтекания лопаток.

Условно для ступени за определяющие параметры принимается хорда лопатки и относительная скорость на среднем радиусе , тогда . Как и для компрессорных решеток, критическое осевого компрессора . С уменьшением характеристики компрессора смещаются в сторону меньших расходов .

Особенности процессов возникновения неустойчивых режимов работы многоступенчатых компрессоров.

Развитие процессов после потери устойчивости зависит от динамических свойств системы. Такие процессы могут быть разделены на следующие разновидности:

1. Помпаж – неустойчивые режимы работы компрессора.

2. Срыв компрессора – скачкообразный переход рабочей точки компрессора ГТД, т.е. начинается незавершенный помпаж цикла.

Рабочие режимы и запас устойчивости работы компрессора в системе ГТД.

Характеристики компрессора, снятые на испытательном стенде, где имеется возможность изменить расхода воздуха и частоту вращения компрессора в любом необходимом диапазоне, представляют собой поле возможных режимов его работы.

Для оценки запаса устойчивости вводится коэффициент устойчивости .

.

На основании опыта эксплуатации и анализа возможных условий работы компрессора для обеспечения устойчивой работы компрессора на всех эксплуатационных режимах выбирают минимально допустимые запас устойчивости .

Влияние условий эксплуатации на характеристики компрессора.

При длительной эксплуатации на пыльных аэродромах, происходит абразивный износ уплотнений и профилей лопаток. Увеличение радиального зазора приводит к усилению перетекания воздуха через зазора с вогнутой стороны лопатки на выпуклую. Износ лопаток и увеличение радиальных зазоров приводят не только к уменьшению , но и к снижению запас устойчивости компрессора.