Уменьшение силы, вызывающей колебания.

Поскольку источником колебаний является окружная неравномерность газовой силы, меры борьбы с колебаниями направлены на уменьшение этой неравномерности. Неравномерность газового потока за лопаткой уменьшается очень быстро, пропорционально (где - расстояние до источника неравномерности), поэтому небольшое увеличение расстояния между рабочим колесом и направляющим аппаратом (рис. 16.5) дает значительный эффект. Величину осевого зазора для обеспечения минимального уровня возбуждения удобно задавать в относительных величинах как:

D = а/b, или в виде: К=А/С_m,

где а - средний осевой зазор между вен­цами,

b - хорда возбуждающего венца;

А - расстояние между положениями максимальной толщины - С_m - возбуждаемой и возбуждающей лопатки или стойки опоры.

На основе экспериментальных исследований установлено, что при D = 0.5 или К=6 уровень переменных напряжений в лопатках стабилизируется на минимальном уровне. Однако увеличение зазора увеличивает габариты и вес двигателя.

 

Рис. 16.5. Влияние осевого зазора между рабочей лопаткой и возбудителем колебаний (стойками опор, лопатками направляющих аппаратов)

 

В случае применения наклонного направляющего аппарата (рис. 16.6) рабочая лопатка попадает в зону неравномерности потока, вызванную направляющим аппаратом, не одновременно по всей своей высоте, а только в окрестностях точки А, которая к тому же перемещается по высоте лопатки по мере ее поворота вокруг оси двигателя. Однако наклоненный направляющий аппарат тяжелее обычного.

Рис. 16.6. Наклонный направляющий аппарат

 

Для уменьшения сил, вызывающих колебания, желательно неравномерное расположение стоек опор, ребер и т.д. (так, на рис. 16.7 желательно ). Однако при этом жесткость конструкции будет различна в различных направлениях, а анизотропия опор нежелательна при колебаниях валов двигателя.

Рис. 16.7. Неравномерное расположение ребер

 

Нежелательно применение конструкций, увеличивающих неравномерность газового потока. Например, если клапан перепуска установлен непосредственно на проточную часть, при его открытии возникнет очень значительная окружная неравномерность. Поэтому обычно в проточной части выполняется много маленьких отверстий по окружности, выводящих в ресивер, а клапан перепуска размещается на ресивере против того места на окружности, где отверстия отсутствуют. Выпуск воздуха через много распределенных по окружности малых отверстий искажает газовый поток не так сильно, как могло бы исказить одно большое отверстие к перепускному клапану. По этой же причине порой применяются ленты перепуска, открывающие щель для выхода воздуха почти по всей окружности.