Геометрические характеристики осевой компрессорной ступени

Под осевой компрессорной ступенью понимают совокупность рабочей решетки компрессорных лопаток и следующей за ней направляющей решетки лопаток. Схема компрессорной ступени показана на рис.2.1, развертка цилиндрического сечения проточной части – на рис.2.2. В качестве контрольных сечений указаны сечения: 1-1 – соответствует входным кромкам рабочей решетки; 2-2 – выходным кромкам рабочей решетки; 3-3 – выходным кромкам направляющей решетки.

Геометрические размеры ступени обозначены:

l₁. l₂ - соответственно высота рабочих и направляющих лопаток;

d₁. d₂ – соответственно средние диаметры рабочей и направляющей кольцевых решеток;

β_1л, β_2л – соответственно входной и выходной углы рабочих лопаток;

α_2л, α_3л – соответственно входной и выходной углы направляющих лопаток.

Газодинамические параметры потока обозначаются индексами соответствующего контрольного сечения.

Вследствие диффузорности межлопаточных каналов рабочей и направляющей решеток при прохождении рабочего колеса относительная скорость газа уменьшается (w₂<w₁) , а угол выхода увеличивается (β₂>β₁). В направляющем аппарате уменьшается абсолютная скорость (c₃<c₂) и α₃>α₂.

На выходе из компрессорной ступени скорость и угол потока мало отличаются от скорости c₁ и угла α₁. В дальнейшем часто будем принимать c₃=c₁ и α₃=α₁.

Лопатки компрессорной ступени имеют малую изогнутость профиля, что необходимо для уменьшения профильных и концевых потерь в решетках. Движение газа в межлопаточных каналах компрессорной ступени происходит при положительных градиентах давления, характерных для диффузорных течений. Опытами установлена склонность потока к вихреобразованию в направлении увеличения давления. Это происходит из–за увеличения турбулизации потока и срыва пограничного слоя. Поэтому угол изогнутости профиля в компрессорной ступени не превышает 45⁰, в то время как в турбинной ступени он составляет 60÷120⁰.