Степень реактивности компрессорной ступени

Согласно выражению (2.1) теоретический напор осевой компрессорной ступени равен

.

из треугольников скоростей (см. рис.2.3) следует

, .

Выражая из последних уравнений и , и подставляя их в выражение (2.1), получим

. (2.9)

Обозначим:

; , (2.10)

где l₀₁ – теоретический напор рабочего колеса, который равен части подводимой к рабочим лопаткам механической энергии, используемой на сжатие в пределах рабочей решетки;

l₀₂ – теоретический напор направляющего аппарата, который равен работе, используемой для сжатия в пределах направляющего аппарата.

Теоретический напор рабочего колеса является статической частью полного напора ступени

. (2.11)

Теоретический напор направляющего аппарата является динамической частью полного напора ступени. Он равен разности теоретического напора ступени и теоретического напора рабочего колеса

. (2.12)

Если считать, что в процессе сжатия с_Р=const,

. (2.13)

При выполнении равенства с₃=с₁

. (2.14)

Согласно приведенным выше выражениям, можно создать бесчисленное множество компрессорных ступеней с одинаковым теоретическим напором, но разными напорами рабочего колеса и направляющего аппарата. Для оценки характера преобразования подводимой к рабочим лопаткам механической энергии, которая используется на сжатие в компрессорной ступени, вводится понятие степени реактивности.

Под степенью реактивности r компрессорной ступени понимается отношение теоретического напора рабочего колеса к теоретическому напору ступени

. (2.15)

Учитывая, что , будет справедливо выражение .

При равенстве скоростей с₃=с₁ степень реактивности ступени можно представить как отношение приращений статических температур в рабочем колесе и во всей ступени

. (2.16)

Степень реактивности, как и в турбинной ступени, изменяется по радиусу и увеличивается к периферии.

При малой реактивности на среднем диаметре в корневом сечении она может оказаться отрицательной, что вызывает снижение КПД ступени. Поэтому компрессорные ступени со степенью реактивности r<0,5 не нашли применение на практике. Главным образом применяют компрессорные ступени с r=0,5 и r=1,0. Кроме того, используют ступени и с промежуточной степенью реактивности r=0,7.