Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 20. 19 maj 1953 - Axialkompressorn nu och i framtiden, av Carl Larsson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
12 maj 1953
429
Fig. 6. Principiell konstruktion av
stålhus för axialkompressor med
högt tryck och starka krav på låg
vikt.
i vissa fall visat sig medföra en del
olägenheter, då den kombineras med stål, som är
det vanligaste materialet i kompressorns övriga
delar.
En mer avancerad konstruktion av
kompressorhus för flygmotorer, fig. 6, utgöres av ett
relativt tunt tryckupptagande skal i stål utan
längsgående delning. Detta skal stöder ett inre
hus, som utgöres av ledskenornas ytterbandage
och mellanringar över löphjulen. Luftkrafternas
moment överföres via axiella styrstift mellan
ytterbandage och mellanringar till ett bandage,
som fixeras i det yttre skalet. Denna
konstruktion är relativt enkel att tillverka och ger en
låg vikt.
I skövlar och ledskenor använder man vanligen
det hos ångturbinbyggare över hela världen
välkända 13 % kromstålet, medan man i rotorn
nöjer sig med något låglegerat
konstruktionsstål. I flygmotorkompressorer användes förr
lätt-metallegeringar, exempelvis hiduminium i både
skivor och skövlar, men i mer avancerade
konstruktioner har lättmetallen slagits ut av stålet.
Det främsta skälet härtill torde ha varit
lätt-metallcns otillfredsställande
utmattningsegenskaper. Det arbetas intensivt på titanlegeringar4,
och det synes troligt, att man med dessa kan
spara bortåt 30 % i vikt på kompressorn. Man
kommer därför troligen att övergå till någon
titanlegering i mycket viktsberoende
anläggningar, exempelvis flygmotorer.
Man måste nog konstatera att
axialkompres-sorn ännu ej hunnit fram till slutgiltigt
genomarbetade principkonstruktioner, varför man kan
vänta sig en fortsatt utveckling i det avseendet.
Krav på axialkompressorn
Det som gett axialkompressorn dess nuvarande
utformning och även kommer att bestämma dess
fortsatta utveckling är i stor utsträckning de
krav, som ställs på den liksom även de
begränsningar, som finns. I en kommersiell
anläggning är verkningsgraden avgörande, men
hänsyn måste även tas till kostnaderna. Hos
flygmotorkompressorn däremot intar vikt och
frontarea en särställning, medan
verkningsgraden kommer i andra hand och kostnaderna i
mindre grad påverkar utformningen.
Machförluster
Såväl kravet på låg vikt för flygkompressorn
som kravet på låg tillverkningskostnad för den
kommersiella anläggningen innebär, att man vill
ha en liten diameter och så få steg som möjligt
med bibehållna prestanda. Då arbetsuttaget i
ett kompressorsteg, dvs. ett löphjul med
efterföljande ledskena, kan anses proportionellt mot
produkten av axialhastighet och
periferihastighet i steget, bör alltså dessa båda hastigheter
hållas så höga som möjligt. Kravet på en liten
diameter innebär då samtidigt ett högt varvtal.
Man finner emellertid att hastigheterna är starkt
begränsade för inloppsstegen, vilket beror på de
stora förluster som inställer sig vid höga
hastigheter5. Detta tillskott i förluster, som man kan
kalla machförluster, börjar uppträda så snart
ljudhastighet uppnåtts i någon punkt av
skovel-kanalen.
Machförlusterna innebär en av de allvarligaste
begränsningarna i en axialkompressor, och det
bör därför vara av intresse att studera några av
de konsekvenser de för med sig.
Förbättrade liöghasiighetsprofiler
Man har vanligen använt profiler ur Nacas
fyr-siffriga serie eller med en profilform lik denna.
Man försöker nu förbättra profilerna ur
mach-förlustsynpunkt, och det ligger då nära till
hands att utnyttja de erfarenheter man gjort
med vingprofiler för höga hastigheter. Man har
i Nacas laminärströmserie kommit fram till en
typ, som ger en jämnare hastighetsfördelning
längs profilytan än tidigare använda profiler.
Detta har visat sig vara gynnsamt även i gitter,
då det gäller att höja kritiska machtalet och
minska förlusterna vid höga hastigheter.
Virvelströmning i stället för potentialströmning
Man kan åstadkomma radiell jämvikt hos
luften på olika sätt vid konstruktion av en
kompressor. Förr räknade man vanligen med
potentialströmning ("free vortex").
Hastighetstrianglarna konstrueras då med konstant
axialhastighet över radien och med tangentialkomponenten
omvänt proportionell mot radien, fig. 7. Detta ger
en statisk tryckgradient, som balanserar
centrifugalkraften på samma sätt som i en fri virvel.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
