Неустойчивая работа (помпаж)

НЕУСТОЙЧИВАЯ РАБОТА КОМПРЕССОРА (ПОМПАЖ)

Физическая сущность помпажа

Неустойчивая работа компрессора проявляется в виде пе­риодических и резких пульсаций потока воздуха - колебаний давления, скорости и расхода. Средние давления, развиваемые компрессором, обычно падают, значительно возрастает темпера­тура на входе в компрессор. Временами компрессор как бы «захлебывается», выбрасывая массы воздуха в обратном направ­лении, на вход. Помпаж сопровождается сильными хлопками и ударами. Экспериментально установлено, что помпаж связан с перио­дическими срывами потока, возникающими главным образом на выпуклых поверхностях (спинках) профилей лопаток при обте­кании компрессорных решеток. При постоянном числе оборотов компрессора (а следовательно, при постоянной окружной ско­рости лопаток) уменьшение расхода приводит к уменьшению осевой составляющей скорости потока на входе в данную ре­шетку. Следовательно, относительная скорость при обтекании профиля в решетке изменяет свое направление, угол набегания потока, возрастая, становится больше критического, вследст­вие чего и возникает срыв потока со спинки лопатки.

Возникающие при срыве потока  вихри неустойчивы и имеют тенденцию к самовозрастанию. Образующаяся вихревая пелена, распространяясь в межлопаточном канале под действием цент­робежных сил инерции, уменьшает эффективное сечение потока, в результате чего расход воздуха еще более уменьшается. Насту­пает момент, когда вихри полностью заполняют межлопаточные каналы, подача  воздуха  компрессором при этом прекращается (расход воздуха равен нулю). В последующее мгновение проис­ходит смывание вихревой пелены; при этом возможен выброс воздуха на вход в компрессор. Повторное и многократное поджатие одной и той же порции воздуха в компрессоре при помпаже приводит к повышению температуры воздуха на входе в компрессор (многократный подвод энергии к одной и той же массе воздуха).

При увеличении расхода воздуха (отрицательные углы атаки профиля) срыв потока происходит с вогнутой стороны лопатки. Образующиеся при этом вихри прижимаются основным потоком к профилю и имеют устойчивый характер.