17.2. Лопатковий компресор.

На відміну від об'ємного лопатковий компресор - це компресор динамічного стиску. Вони бувають двох видів: відцентрові й осьові (аксіальні).

Відцентровий багатоступінчастий компресор (нагнітач) розрахований на подачу газів тиском до 0,8 - 1 МПа. Принцип його роботи (мал. 17.4) наступний. Робоче колесо 1 з радіально спрямованими каналами укріплено на валові 2 і обертається за допомогою двигуна в корпусі 3.

Повітря або газ, що надходить у канали робочого колеса, відкидається відцентровою силою до периферії і попадає в лопатковий апарат 4, лопатки якого утворять канали, що розширюються. У цих каналах унаслідок зменшення швидкості повітря (газу) підвищується його тиск.

Далі стиснене повітря через напірний патрубок 5 надходить у нагнітальний трубопровід. По описаному принципі працюють і відцентрові вентилятори, що приводяться електродвигунами і створюють надлишковий тиск до 12 кПа.

Звичайно у відцентрових нагнітачах вихідний перетин підбирається так, щоб швидкості газу на вході w₁ і на виході w₂ були однакові. У цьому випадку теоретична робота, затрачувана на стиск 1 кг газу в ідеальному відцентровому компресорі, тобто в такому, де відсутній теплообмін з навколишнім середовищем (витрати теплоти через стінки дорівнюють нулеві), може бути визначена по рівнянню (17.4).

На практиці необхідно затрачати більшу роботу, чим при адіабатному стиску. Температура газів на виході з нагнітача буде завжди більше, ніж в адіабатному процесі, за рахунок переходу роботи тертя в теплоту, що підвищує кінцеву температуру повітря.

Показник політропи стиску n = 1,5—1,55 у цьому випадку більше показника адіабати. Для відцентрових нагнітачів ^ад_к = 0,7—0,8.

Осьовий компресор (мал.17.5,а) розрахований на подачу стиснутого газу тиском до 0,4—0,5 МПа. ККД його вище, ніж у відцентрового нагнітача, і може досягати 85—90%. У той же час осьові компресори мають велику продуктивність, малими радіальними розмірами і масою. Ці переваги осьових компресорів обумовили їхнє широке застосування в газотурбінних установках, і, зокрема, у повітряно-реактивних двигунах.

Осьовий компресор складається з корпуса 1, усередині якого обертається ротор 2. На ньому укріплено кілька рядів робочих лопаток 3. Перед першим рядом робочих лопаток на корпусі укріплені нерухомі лопатки направляючого апарата 4, а після кожного ряду робочих лопаток - нерухомі лопатки спрямляючого апарата 5.

Кожен ряд робочих лопаток у сукупності з наступним за ним спрямляючим апаратом складає одну ступінь підвищення тиску. Число ступіней може доходити до 15—20. Профіль робочих і спрямляючих лопаток вибирають так, що при проходженні через міжлопаточні канали робочих лопаток повітря одержує від ротора механічну енергію і швидкість його зростає, а при проходженні через спрямляючий апарат швидкість повітря зменшується, унаслідок чого зростає його тиск. Це ілюструється трикутниками швидкостей на мал. 17.5,б.

Оскільки повітря (газ) у таких компресорах проходить уздовж їхньої осі, то вони й одержали назву осьових або аксіальних компресорів.

Недоліком осьових компресорів є складність їхніх конструкцій, обумовлена необхідністю ретельного виконання профілів лопаток робочих коліс і направляючих апаратів.