4.3. Распределение работы сжатия воздуха между ступенями компрессора (каскада)

В многоступенчатом осевом компрессоре работа, подводимая к воздуху, и соответственно работа сжатия воздуха распределяется между его ступенями неравномерно. Типичное распределение адиабатной работы сжатия по ступеням каскада осевого компрессора представлено на рис. 4.5.В первых и в последних ступенях эта работа заметно снижена по сравнению с работой, приходящейся на каждую из средних ступеней. Такой характер распределения работы закладывается при проектировании компрессора из следующих соображений.

а). Первая ступень имеет самое малое значение . Привтулочные сечения имеют низкую окружную скорость и, следовательно, для получения высоких значенийдолжны иметь большие значения(так как), т.е. большие углы поворота в решетке РК. Это может привести к срыву потока.

б). На нерасчетных режимах углы атаки на рабочих лопатках первой ступени могут сильно возрасти.

в) Первые ступени наиболее подвержены влиянию различных возмущений входящего в компрессор потока, вызванных неравномерностью потока в тракте двигателя. Следовательно, в первых ступенях надо иметь повышенные запасы по углам атаки, чтобы избежать срыва потока с лопаток РК.

По этим причинам первые одна - две ступени нагружены слабее остальных. В последующих ступенях, имеющих уже более высокие значения ,нагрузка соответственно увеличивается.

в). В последних ступенях компрессора, как уже указывалось, и соответственноприходится снижать из-за снижения осевой скорости воздуха. Кроме того, эти ступени из-за малой высоты лопаток (и поэтому более сильного влияния концевых потерь) обычно имеют пониженные значения КПД. Поэтому для повышения КПД всего компрессора целесообразно бóльшую часть работы сжатия переложить на ступени, имеющие более длинные лопатки, т.е. на средние ступени.

В осецентробежном компрессоре (рис. 4.6) последняя (центробежная) ступень вследствие более высокого значения окружной скорости и существенного бóльшего коэффициента нагрузки имеет обычно в несколько раз более высокое значение эффективной и соответственно адиабатной работы, чем стоящие впереди нее осевые ступени.