2015-03-27
936
Рассмотрим обтекание профиля лопатки рабочего колеса и направляющего аппарата (рис.3.20). Для этого построим среднегеометрическую скорость 
и угол её направления 
.
Профиль имеет две поверхности с разной кривизной. Выпуклая поверхность профиля называется «спинкой», а вогнутая – «корыто» профиля.
При обтекании спинки профиля скорость оказывается больше, чем при обтекании корыта, а давление на спинке меньше, чем на корыте профиля. Из-за разности давлений на спинке и корыте неподвижного профиля (НА) возникает аэродинамическая сила 
, составляющая которой 
называется
|
Рис.3.20. План сил, возникающих при обтекании профиля РК и НА
подъёмной силой и перпендикулярна среднегеометрической скорости , а составляющая 
силой лобового сопротивления и параллельной скорости . Если же профиль подвижный (РК), то он действует на поток с силой 
, а её составляющие 
окружная сила и 
осевая сила.
Под действием силы 
профиль вращается, крутящий момент равен 
, а под действием силы 
поток воздуха перемещается из области пониженного давления в область повышенного давления.
Из аэромеханики известно, что подъемная сила Р у и сила лобового сопротивления Р х находятся по формулам:
где 
- хорда профиля; с у, сх – коэффициенты подъемной силы и силы лобового сопротивления; 
- плотность воздуха.
Для определения составляющих и используем теорему Эйлера о количестве движения для входа и выхода контрольной поверхности,
проведенной вокруг профиля на расстоянии шага решетки:
Используя план сил, можно определить:
Если крутящий момент 
умножить на угловую скорость вращения колеса 
, то получим мощность, развиваемую профилем на данном радиусе 
. Поделив эту мощность на расход воздуха в межлопаточном канале т, получим работу на окружности колеса 
.
Таким образом, изменение геометрии профиля (например, уменьшение хорды вследствие износа или забоин на входной или выходной кромках) может привести к уменьшению окружной работы (снижению напорности ступени компрессора) и производительности ступени (снижению расхода воздуха).
