НЕУСТОЙЧИВАЯ РАБОТА КОМПРЕССОРА

Каждый компрессор рассчитывается на сжатие и подачу определенного расчетного количества воздуха в секунду, при коэффициент полезного действия компрессора наибольший, а потери в компрессоре наименьшие.

Рис. 19. Обтекание рабочих лопаток ступени осевого компрессора

При работе ступени осевого компрессора на расчетном режиме направление скорости потока входящего воздуха (скорость w₁ на рис. 6) совпадает с направлением входных кромок рабочих лопаток; угол набегания потока на лопатки равен нулю (рис. 19, положение А), поток хорошо обтекает лопатки, и они создают малое лобовое сопротивление, при этом потери энергии на вихреобразование будут наименьшие.

Когда через компрессор протекает меньшее или, наобо­рот, большее количество воздуха по сравнению с расчетным, то такие режимы работы компрессора называются нера счетными режимами.

Так, если через компрессор протекает количество воздуха меньше расчетного, то осевая скорость движения воздуха c_ОСЕВ уменьшается, треугольник скоростей на входе изме­няется, и при той же скорости вращения компрессора угол набегания потока воздуха δ увеличивается (рис. 19, положение Б). В этом случае на большей части спинки лопатки поток воздуха отрывается и создается вихревая зона. Своим возникновением и присутствием вихревая зона нарушает плавное течение воздуха между лопатками. Воздушный по­ток на короткое время сдувает вихревую зону, но она возни­кает вновь. Такое чередование возникновения и сдувания вихревых зон за лопатками вызывает пульсацию давления и скорости воздушного потока, текущего за лопатками. Поток воздуха движется то быстрее, то медленнее, давление то повышается, то понижается.

Таким образом, образование вихревых зон между лопат­ками компрессора вызывает изменение давления и скорости сжимаемого воздушного потока, вызывает неустойчивую работу ступени компрессора.

Такая неустойчивая работа ступени осевого компрессора называется помпажем ступени.

Пульсирующий поток воздуха из первых ступеней ком­прессора поступает в последующие ступени и вызывает в них неустойчивую, неравномерную работу в,результате наступает помпаж всего компрессора.

Рис. 20. Вихри в потоке воздуха

Подобная же картина течения воздушного потока при (малых расходах воздуха получается и в колосе центробежногo компрессора. Если направление потока воздуха на входев колесо не совпадает с направлением загиба кромок заборных лопаток, то поток воздуха отрывается от лопаток образуются вихревые зоны за каждой лопаткой (рис. 20). вихревая зона вызывает круговой вихрь между лопатками колеса. Круговой вихрь ускоряет течение воздуха у лопатки А и тормозит течение воздуха у лопатки Б. В результате в каналы диффузора входят струйки воздуха с разными скоростями. В каналах диффузора происходит преобразование скорости в давление. Так как скорости струек воздуха, входящих в соседние каналы диффузора, разные, то и давление воздуха в этих соседних каналах также будет различно. В результате из центробежного компрессора будет выходить поток воздуха, имеющий переменные, колеблющиеся давле­ние и скорость.

Для устранения помпажа надо уменьшить образование вихревых зон в первых ступенях компрессора - уменьшить тол набегания δ. Это можно сделать, увеличив расход воз-уха через компрессор или повернув лопатки направляющего аппарата так, чтобы угол набегания потока воздуха δ уменьшился до нуля.

Для устранения помпажа на некоторых современных двигателях применяется перепуск воздуха из средних ступеней осевого компрессора в атмосферу (после 3, 4 или 5-й ступени). При этом увеличивается расход воздуха через первые ступени, увеличивается осевая скорость воздуха, треугольник скоростей па входе в компрессор приближается к расчетному рис. 19, положение А), обтекание лопаток происходит без срыва потока, без образования вихрей, в результате помпаж прекращается. Управление перепуском воздуха из компрессора (лентой перепуска) производит специальный автомат, включенный в топливную или воздушную систему. Лента открывает окна в корпусе компрессора, через которые воздух выпускается в атмосферу.