Установка для демонстрации помпажа осевого компрессора

 

Изобретение относится к средствам обучения, в частности к учебным установкам, предназначенным для демонстрации и раскрытия физической сущности явления помпажа осевого компрессора. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей установки для многократной демонстрации и моделирования явления помпажа на низконапорном осевом компрессоре с визуализацией процесса помпажных колебаний. Достижение упомянутой цели обеспечивается применением в установке ресивера, выполненного в виде тонкостенной податливой резиновой оболочки, снабженного устройством, позволяющим изменять упругие свойства оболочки. Для возбуждения помпажных колебаний при работе компрессора постепенно уменьшают площадь выходного сечения ресивера при помощи дроссельного устройства. Увеличивающееся в ресивере давление приводит к возникновению помпажа в компрессоре с резким падением напорности ступени и выбросом части воздуха через входное устройство. Процесс обратного течения воздуха сопровождается звуковым хлопком и наглядно визуализируется уменьшением объема ресивера, а изменение упругости оболочки позволяет демонстрировать влияние присоединенных элементов на момент возникновения помпажа, на частоту и амплитуду помпажных колебаний. 1 ил.

Изобретение относится к средствам обучения, в частности к учебным установкам, предназначенным для демонстрации и раскрытия физической сущности помпажа осевого компрессора в лабораторных условиях.

Известна установка для демонстрации помпажа осевого компрессора (см. авт. свид. СССР N 1744558/23, кл. G 01 M 9/00, 1990 г.), состоящая из осевой компрессорной ступени с входным устройством, электропривода, корпуса, присоединенного к компрессоpу ресивера, выполненного в виде тонкостенной резиновой оболочки с защемленными краями и дроссельного устройства с подвижным регулирующим элементом, перемещаемым в осевом направлении специальным механизмом.

Однако такое устройство не позволяет демонстрировать помпажные колебания и оценивать влияние характеристик присоединенных элементов на частоту и амплитуды помпажных колебаний низконапорного осевого компрессора, работающего в режиме помпажа. Кроме того, отсутствие возможности изменять характеристики присоединенных к компрессору элементов на данной установке, например упругости податливой оболочки ресивера, не позволяет исследовать еще один из путей ликвидации помпажных колебаний.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей установки, в частности демонстрации влияния характеристик присоединенных к компрессору элементов на момент возникновения помпажа, а также на частоту и амплитуду помпажных колебаний. Предлагаемая установка позволит проводить исследование способов ликвации помпажа, в частности, за счет изменения характеристик присоединенных элементов.

Указанная задача достигается тем, что в состав установки введено устройство, позволяющее изменять упругие свойства податливой оболочки.

На чертеже изображена схема установки с механизмом изменения характеристик присоединенных элементов. Установка состоит из осевой компрессорной ступени 1 с входным устройством, электропривода 2, корпуса 3, присоединенного к компрессору ресивера 4, выполненного в виде тонкостенной податливой оболочки с защемленными краями, дроссельного устройства 5 с подвижным регулирующим элементом 6, который перемещается в осевом направлении с помощью механизма 7, механизма, регулирующего натяжку резиновой оболочки 8, телескопических направляющих 9, рамы 10.

При неизменном положении механизма изменения характеристики присоединенных к компрессору элементов работа установки не отличается от известной установки.

То есть для возбуждения помпажных колебаний прикрывают дроссельное устройство 5 до тех пор, пока уменьшение осевых скоростей за счет роста противодавления за компрессором не вызовет срыв потока с лопаток рабочего колеса либо направляющего аппарата. Напорность компрессора при этом резко падает, а воздух, накопившийся в ресивере, устремляется через компрессор, но в обратном направлении. После того как давление воздуха в ресивере упадет и восстановится нормальный режим работы компрессора, процесс повторится. Частота и амплитуда помпажных колебаний будут зависеть от характеристик присоединенных элементов и могут изменяться с помощью механизма изменения упругости податливой оболочки ресивера. Кроме того, изменением характеристики элементов помпажный режим компрессора может быть вообще ликвидирован и для его возникновения вновь потребуется еще большее прикрытие дроссельного устройства на выходе из ресивера.

Таким образом, установка позволяет наглядно демонстрировать влияние характеристик присоединенных элементов на момент возникновения помпажа, а также на частоту и амплитуду помпажных колебаний.

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ПОМПАЖА ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА, содержащая низконапорный осевой компрессор, привод компрессора и ресивер, снабженный дроссельным устройством на выходе, выполненный в виде тонкостенной податливой резиновой оболочки и прикрепленный к компрессору, отличающаяся тем, что она снабжена устройством, позволяющим изменять упругие свойства податливой оболочки.

РИСУНКИ

Рисунок 1