Изображение рабочего процесса ступени осевого компрессора

в и координатах.

Для иллюстрации рабочего процесса ступени компрессора используют его изображение в и координатах (рис.3.19 ).

На пересечениях с изобарами и с кривой адиабаты получаем точки «2_ад» и «3_ад». В диаграмме уравнение адиабатного процесса представляется вертикальной линией (изменение энтропии равно нулю).

Для построения точек, соответствующих на диаграммах и

параметрам заторможенного потока, принимаем адиабатный процесс

торможения в каждом сечении проточной части ступени.

Рис.3.19. Изображение рабочего процесса ступени компрессора в

и координатах

Поскольку рабочее тело – поток воздуха в ступени компрессора представляет собой открытую термодинамическую систему, то в диаграмме площади фигур под кривыми процессов в РК и НА относительно оси давлений характеризуют соответствующие работы сжатия; в - диаграмме площади под кривыми тех же процессов относительно оси энтропий указывают на количество теплоты, передаваемое рабочему телу от внешней среды (при обтекании лопаток воздухом возникает трение, на преодоление которого тратится механическая работа, численно равная теплоте, подводимой к воздуху из-за трения).

Например, площадь на рис.3.19 соответствует адиабатной работе сжатия в РК и определяется формулой:

где степень повышения давления воздуха в рабочем колесе.

Аналогично, площадь на рис.3.19 соответствует адиабатной работе сжатия в НА и определяется формулой:

где степень повышения давления воздуха в направляющем аппарате.

Аналогично, площадь , равная сумме площадей и , представляет собой адиабатную работу всей ступени и находится по формуле:

где степень повышения давления воздуха в ступени.

Площадь под кривой действительного (политропного) процесса сжатия в диаграмме относительно оси давлений соответствует политропной работе сжатия в РК и рассчитывается по формуле:

где показатель политропы сжатия .

Аналогично, площадь соответствует политропной работе сжатия в ступени и находится по формуле:

Разность политропной и адиабатной работ называют «термическим» сопротивлением в диаграмме: ,

а отношение адиабатной и политропной работ называют политропическим КПД ступени:

В диаграмме площадь под кривой действительного процесса сжатия представляет собой количество теплоты, подведенное к воздуху в ступени из-за трения и находится по формуле:

Для оценки эффективности ступеней осевого компрессора используется . Для первых ступеней многоступенчатого компрессора =0.88…0.9, для средних =0.91…0.915, для последних ступеней =0.89…0.9. Такое изменение КПД по ступеням компрессора объясняется тем, что в первых ступенях температура воздуха низкая и возможны сверхзвуковые скорости обтекания лопаток и возникают при торможении этих потоков волновые потери (в скачках уплотнения), а в последних ступенях из-за сравнительно малой высоты лопаток возрастает отрицательная роль радиального зазора (через который происходит перетекание воздуха от выхода к входу в ступень).