logo
Теория авиационных двигателей (РИО)

Влияние чисел м и Re на характеристики компрессорных решеток

Увеличение числа М набегающего потока (для решетки рабочего колеса это Мw1) мало сказывается на характеристике дозвуковой компрессорной решетки до тех пор, пока местные скорости на поверхности профиля не достигнут скорости звука. При дальнейшем увеличении числа М набегающего потока на поверхности профиля возникает местная зона сверхзвуковых скоростей. Последующее торможение потока сопровождается возникновением скачков уплотнения, замыкающих эту сверхзвуковую зону, что приводит к появлению волновых потерь. Кроме того, взаимодействие скачков уплотнения с пограничным слоем может вызвать отрыв его от поверхности профиля. В результате, начиная с некоторого значения числа Мw1, наблюдается резкое увеличение коэффициента потерьи уменьшение угла поворота потока, как показано на рис. 3.12. Это число Мназываетсякритическим.

Рис. 3.12. Влияние Мw1на характеристики решетки

После перехода через значение Мкрдальнейшее увеличение числа М набегающего на решетку потока при неизменном угле атаки в ряде случаев оказывается возможным лишь до определенного предела (Мmахна рис. 3.12). Это связано с тем, что по мере ростаMw1область местных звуковых и сверхзвуковых скоростей увеличивается в размерах, пока не займет все поперечное сечение ("горло") межлопаточного канала. Дальнейшее увеличение числаMw1оказывается невозможным по той же самой причине, по которой невозможно увеличить число М на входе в сужающееся сопло, если в минимальном его сечении достигнута скорость звука. Это явление называетсязапираниемрешетки.

Рис. 3.13. Влияние числаReна характеристики решетки

Изменение числа Рейнольдса практически не оказывает влияния на характеристики компрессорных решеток до тех пор, пока оно остается выше некоторого критического значения (границы автомодельности). Это значение при характерном для осевых компрессоров высоком уровне турбулентности потока лежит обычно в пределахReавт= (2,5...3,0)105.

При меньших числах Reугол поворота потока(при неизменном угле атаки) несколько снижается, а коэффициент сопротивлениясущественно возрастает, как показано на рис. 3.13. Это связано с возрастанием роли сил вязкости по отношению к силам инерции, соотношение которых, как известно, обратно пропорционально числуRe.