54
Диаграммы скоростей на рис. 10.6 позволяют сделать следующие
суждения о проекте рабочего колеса, показанного на рис. 10.3:
1. Входные кромки по высоте лопаток обтекаются практически
безударно, что оптимально для расчетного режима. Незначительные пики
скоростей у основного диска и посередине лопатки не имеют большого
значения. Если бы обтекание сопровождалось появлением значительных
пиков как
на рис. 7.3, это свидетельствовало бы об обтекании с
положительным углом атаки
111
0
л
i
β
− f
. Для получения
максимально возможного КПД на расчетном режиме лопаточные углы
следовало бы уменьшить. Обтекание аналогичное показанному на рис. 7.6
указало бы на необходимость увеличить входные углы лопаток.
2. Площадь диаграмм скоростей пропорциональна коэффициенту
теоретического напора невязкого потока. Известна эмпирическая
поправка, учитывающая влияние вязкости. Рассчитанный коэффициент
теоретического напора невязкого потока и ожидаемый коэффициент
теоретического напора вязкого потока
22
/
Tu
cu
представлены на поле
графиков. Если эта величина недостаточна для получения нужного
отношения давлений, проектировщику следует увеличить выходной угол
лопаток, и наоборот.
3. Диаграмма скоростей вблизи основного диска свидетельствует о
неблагоприятном обтекании. Сильное замедление в осевой части лопаток
сменяется ускорением потока на задней поверхности в радиальной части и
повторным замедлением в конце
(это область разгрузки лопаток, где
скорости на обеих поверхностях лопаток должны выровняться на задней
кромке). В меньшей степени такой неблагоприятный характер
проявляется и в средней части лопаток. Считается, что сильное
замедление потока в осевой части лопаток приемлемо, так как в начальной
части лопаток пограничные слои тонкие и их отрыв не
обязателен.
При обсуждении результатов проектирования нужно учитывать, что
показанное на рис. 10.3 рабочее колесо характерно для компрессоров
традиционной конструкции, появившихся еще в 1940-е гг. (первая
практически примененная конструкция — газотурбинный
турбореактивный двигатель «Нин» фирмы Роллс–Ройс для истребителя–
перехватчика британских ВВС «Глостер – Метеор», 1943 г.). Плоские,
непространственные лопатки в радиальной части обеспечивают
максимальную прочность
рабочего колеса в поле центробежных сил.
Полностью пространственные лопатки предпочтительнее, что
показывает альтернативный вариант РК на рис. 10.7.