3.9. Особенности течения воздуха в лопаточных венцах осевого компрессора

Один рад лопаток РК (расположенных по всей его окружности) или такой же ряд лопаток НА называется лопаточным венцомРК или НА.

Гидравлические потери в лопаточных венцах могут быть условно разделены на следующие четыре части:

а) профильныепотери в компрессорных решетках это потери на:

• трение;

• вихреобразование, возникающие при обтекании лопаток в решетке;

• волновыепотери, связанные с возникновением скачков уплотнения;

б) концевые (торцевые)потери, связанные с образованием пограничного слоя на стенках корпуса и втулки межлопаточного канала;

в) вторичныепотери, связанные с возникновением парного вихря

(рис. 3.14). Давление на корытце правого на этой схеме профиля значительно больше, чем на спинке соседнего (левого) профиля. В результате в приторцевых областях возникает поперечное перетекание части воздуха от корытца к спинке соседнего профиля. Образуется так называемый парный вихрь;

г) потери, связанные с перетеканием воздуха через радиальный зазор.

В реально выполненных ступенях осевого компрессора между лопатками рабочего колеса и внутренней поверхностью корпуса всегда имеется конструктивный радиальный зазор.

Под влиянием разности давлений на вогнутой стороне и на спинке лопатки происходит перетекание некоторой части воздуха через зазор, как показано схематично на рис. 3.15. Перетекание (утечка) воздуха через радиальный зазор приводит к понижению давления на вогнутой стороне лопатки (набегающей на поток) и к повышению его на спинке, т. е. к уменьшению разности давлений на поверхностях профиля.

Уменьшение перепада давлений приводит к снижению окружного усилия и, следовательно, к снижению работы, передаваемой воздуху в ступени. Бесполезные затраты энергии на перетекание воздуха через зазор и на создание вихревого течения у концов лопаток вблизи зазора обуславливают падение КПД ступени. Всё это приводит к снижению напора (адиабатной работы) ступени.