Граница устойчивой работы многоступенчатого компрессора

Изложенные выше особенности совместной работы ступеней во многом определяют форму и расположение границы устойчивой работы многоступенчатого компрессора.

Рассмотрим особенности возникновения срыва в нерегулируемом компрессоре при высоких значениях ,близких к расчетным, т.е. при1. В этом случае рассогласование ступеней невелико и на оптимальном режиме работы компрессора углы атаки на лопаточных венцах во всех ступенях также близки к расчетным. При уменьшении расхода воздуха наиболее резко будут увеличиваться углы атаки в последних ступенях компрессора и поэтому в рас­сматриваемом случае критические углы атаки будут достигнуты, прежде всего, в последних ступенях. Однако вследствие малого рассогласования ступеней углы атаки в остальных ступенях также будут близки к критическим. Возникновение срыва в какой-либо из последних ступеней, имеющих большие значения,как указывалось, сопровождается образованием срывной зоны значительных размеров и резким падением напора. Дросселирующий эффект, оказываемый срывной зоной на поток в соседних лопаточных венцах, и снижение расхода воздуха, вызванное падением напора (при неизменном сопротивлении сети), в условиях малых запасов по срыву в остальных ступенях приводят к очень быстрому (за несколько сотых долей секунды) распространению срыва на весь компрессор.

Рис. 5.15. Граница устойчивой работы

многоступенчатого компрессора

При промежуточных между двумя рассмотренными случаями значениях , когда критические углы атаки также достигаются первоначально в первых ступенях, но запасы по углам атаки в остальных ступенях при этом невелики, срыв потока, возникший в одной из первых ступеней, сразу распространяется на весь компрессор. Поэтому в некотором диапазоне значений приведенной частоты вращения, лежащем ниже расчетного, граница устойчивой работы компрессора может определяться возникновением срыва в первых его ступенях.

Таким образом, на характеристике нерегулируемого компрессора можно отметить три диапазона , в каждом из которых возникновение и распространение срыва потока имеет свои особенности (рис. 5.15). В диапазонеIграница устойчивости определяется срывом потока в последних ступенях. В диапазонеIIнарушение устойчивости течения в компрессоре в целом совпадает с возникновением срыва в одной из первых или средних ступеней. Наконец, при пониженных(диапазонIII)срыв потока возникает сначала в первых ступенях, но имеется такая область режимов (заштрихованная область на рис. 5.15), где при наличии вращающегося срыва в первых ступенях компрессор в целом работает устойчиво.

В соответствии с наличием трех указанных диапазонов граница устойчивости нерегулируемого многоступенчатого компрессора имеет обычно характернуюs-образную форму, которая оказывается тем резче выраженной, чем выше расчетное значение.