Kompresori mlaznih motora

Osnove energetske pretvorbe Poboljanje iskoristivosti:smanjenjem gubitaka proputanja izmeu rotora i mirujuih stijenki;minimziranjem omjera povrina/volumen (smanjenje jedininog gubitka trenja);smanjenjem vrtlonog traga iza reetki lopatica;kvalitetnim saznanjima o trodimenzionalnosti toka u cilju smanjivanja gubitaka zbog sekundarnih tokova.

Kompresijom plina temperatura mu raste. Zbrajanjem specifine energije e, koja je ekvivalentna kinetikoj energiji 1/2V2 po jedinici masenog toka, i zaustavne entalpije plina stanja 1, dobije se:

gdje: - h je statika entalpija cpT, a - h0 je zaustavna entalpija cpT0.Specifina energija je oznaena sa e kako bi se razlikovala od unutarnje energije e. Temperaturni prirast T02 - T01 nakon kompresije na stanje 2 je dan s energetskom jednadbom:

,

Uz uvaavanje da su brzine medija na ulazu i izlazu kompresora meusobno jednake i relativno male,(Ti=T01 polazna temeperatura i Tf=T02- zavrna temeperatura),definira se omjer temperatura:

i odgovarajui izentropski prirast tlaka:Za nestlaivo strujanje ili M

Osnove energetske pretvorbe u rotoru

Strujanje na ulazu i izlazu rotora se opisuje komponentama brzine:va (ca) aksijalna vr (cr) radijalna vt tangencijalna vR (w) relativna brzina u obodna brzinaV (c) apsolutna brzina

Trokuti brzina za tok fluida u rotoru

Radijalni kompresorAksijalni kompresorTrokuti brzina za kompresor (lijevo) i turbine (desno) za centrifugalni i aksijalni turbostroj

Promjena koliine gibanja u tangencijalnom smjeru Ft: slijedi iz promjene vrtlone brzine vt masenog toka

gdje vt je vrtlona komponenta relativne bzine w Za konanu promjenu vrtlone brzine.

ili

x promjena vrtlone brzine Specifina tangencijalna sila promjena vrtlone brzine Nakon integracije sile od 1 do 2 slijedi moment

vtr(=wr) se naziva vrtlog.

promjena vrtloga

specifini moment

Obodna brzina

Snaga

x (promjena vrtloga)(promjena vrtloga)iSpecifina snaga

Specifina snaga po sekundnom masenom protoku , moe se izraziti pomou energije E po jedinici mase, preko specifine energije e

Slijedi Eulerova jednadba turbostrojeva u najjednostavnijem obliku:iliDimenzija e je m2s-2 ili kJkg-1 ili kWkg-1s a V=(2e)1/2

Definira se specifina energija po kilogramu teine:energija/teina =ili snaga/ jedinini teinski protok jedinina energija

Upotreba e se preporua za stlaivi fluid e se koristi kod nestlaivog fluida u polju konstantnog g e je visina stupca radnog fluida s ekvivalentnim tlakom p=ge

ponekad se naziva idealna visina dobave. Snaga P=pQ

Reaktivnost i komponente specifine energijeStupanj reaktivnosti, koeficijent reaktivnosti ili kratko reaktivnost R je relativni udio pretvorbe energije u rotoru odnosno statoru turbostroja.Reaktivnost se definira preko promjene tlaka ili entalpije:

h0 promjena totalne (zaustavne) entalpije izmeu ulaznog i izlaznog stanja u stupanj

h0 = h02-h01 Takoer Eulerova specifina energija eh prirast statike entalpije

Promjena statike entalpije moe se zamjeniti pomou zaustavne uvoenjem bzina na ulazu i izlazu:

rekativnost se moe predstaviti i pomou komponenti brzina:gdje je vrtlona komponeneta brzine vt zamijenjena slovom w

to daje:

i Stoga slijedi:

ili(tri kinetike energije)=

Komponente brzine u Eulerovoj jednadbi turbostorjeva (a) stanje na ulzau (b) stanje na izlazu

e1 -- kinetika energija zbog promjene apsolutne

brzine v nastaje zbog razmjene kinetike energije izmeu rotora i fluida moe se difuzijom brzine pretvoriti u tlak samo izvan rotora (u statoru) e2 -- kinetika energija zbog promjene obodne

brzine u nastaje uslijed gibanja fluida po zakonu prisilnog vrtloga-rotacija rotorae3 -- kinetika energija zbog promjene relativne

brzine gibanja kroz rotor vR nastaje zbog djelovanja lopatica rotora na fluide2 i e3 predstavljaju promjenu statike entalpije h:

Prisilni vrtlog u=r obodna brzina na radijusu r

Iz uvjeta ravnotee sila na element odreen granicanma r, l, i jedininom irinom:

Nakon ureenja:Za konstantno i zadan slijedi direktna relacija izmeu p i e2 ili

e3 je rezultat promjene statikog tlaka prilikom strujanja fluida relativnim brzinama vR od ulaza do izlaza rotora. Uz Bernoulieva jednadba kroz rotor za nestlaivi fluid:

slijedi konanoZa nestlaivo strujanje e2 i e3 su direktna mjera prirasta statikog tlaka

Za stlaivo i nestlaivo strujanje reaktivnost R moe se napisati pomou lanova komponenti kinetike energije ili kao omjer promjene na impeleru zbog zbroja gibanja prisilnog vrtloga e2 i promjene relativne brzine e3 i ukupne energije:

Za nestlaivi tok reaktivnost R je omjer promjene statikog tlaka u impeleru i ukupne promjene tlaka Za stlaivo strujanje, brojnik (e2+e3) je promjena statike entalpije, h a nazivnik e je promjenu totalne entalpije h0

Za R = 0 (akcijski turbostrojevi) nema promjene statikog tlaka u rotoru (e2+e3)=0; Za R=1 isto rekacijski turbostroj Peltonova turbina) promjena statikog tlaka odvija se samo u rotoru (e1=0),Za 0

Karakteristini naini ostvarivanja eAko je radijalna komponenta toka zanemariva (u1=u2=u), stroj je isto aksijalni, e2=0 i e=u(w2-w1). plinske turbine s aksijalnim tokom . propeleri, ventilatori, horizontalno aksijalne vjetroturbine , brodski vijci i Kaplanova ili propelerna turbina.Ako je e3=0, ili je radijalna komponenta e2 dominantni lan, stroj je centrifugalni i e=e2=0,5(u22-u12). centrifugalni kompresori, Francisova turbina Kombinirani aksijalni i centrifugalni kompresori mogu se realizirati u jednom stroju, Neki kompresori su konstruirani da kombiniraju oba djelovanja u jednom impeleru

Centrifugalni kompresori

Centrifugalni kompresori: jednostupni centrifugalni kompresor - Turbomeca TM 319 (500 shp) turboosovinski, jedan centrifugalni kompresor i jedan aksijalni turbinski stupanj; jedna slobodna turbina; (b) viestupni centrifugalni kompresori: Allison/Garrett LHTEC T800 (1330 shp) turboosovinski, dva centrifugalna kompresora i dva aksijalna turbinska stupnja; dvostupna radbna turbina; (c) viestupni aksijalno-centrifugalni kompresori: GE CT7 (1700 shp) turboelisni, pet aksijalnih+jedan centrifugalni kompresor i dva aksijalna turbinska stupnja; dvostupna radna turbina ;

Kod kompresorskog rotora s 50% reaktivnou polovica od ukupne entalpijske (energetske) promjene e prirasta kao promjena statike entalpije u rotoru, e2+e3. Preostala polovica prirasta kao statika entalpija iz preostale kinetike energije, e1. Kod centrifugalnih kompresora to e se ostvariti smanjenjem brzine u difuzoru a kod aksijalnih kompresora, u statorskim lopaticama stupnja. Drugim rijeijma, zadatak je jednolika podjela prirasta tlaka izmeu rotorskih i statorskih elemenata u stupnju.

50%-na reaktivnost kod kompresora: :

Centrifugalni kompresorCentrifugalni kompresori zrakoplovnih motora imaju kompresioni omjere < 3:1 .Brzina vrha rotora je ograniena na Ma < 0,95 zbog problema pojave udarnih valova . Izvedeni primjeri ukazuju na prednost centrifugalnih kompresora s jednim ili dva stupnja kod manjih motora, ili kao zavrni visokotlani stupanj nakon aksijalnog kompresora Centrifugalni kompresori su krai, imaju prednosti u pogledu teine i krutosti.

Analiza procesa kompresije provest e se na jednostavnom centrifugalnom kompresoru s nepovinutim lopaticama Kompresija je poslijedica samo centrifugalnog djelovanja.Pretpostavili se da su:brzina rotora, apsolutna brzina plin vrtlog na ulazu jednaki nuli brzina rotora u2, apsolutna brzina plina v2 vrtlog w2 na izlazu veliki

slijedi: e = u2w2. radijus ulaza jednak 0 reda su lokalne brzine zvuka :

S porastom radijusa du impelera, relativna brzina plina vR moe opadati: zbog poveanja gustoe plina, porasta luka izmeu lopatica rotorski kanala (rc )zbog promjene irine kanala rotora (b ). Ako se relativna brzina vR2 ne mijenja, e3=0 u jednadbi rekativnos R postaje e2/e3, kada je e2=u22. Idealni impeler s radijalnim lopaticama formira vrtlog w2=u2, tada e=u22 i e2=1/2e a reaktivnosti R=50%, im 50% ukupne entalpije ili 50 % tlaka treba prirasti u difuzoru.

Impeleri centrifugalnih kompresora: (a)trokuti brzina za impeler s radijalnim lopaticama (c=2/n za n lopatica; (b) utjecaj izlaznog kuta rotorskih lopatica,

Izlazni kut lopatica impelera 2 direktno utjee na vrtlonu brzinu w2, i specifinu snagu stroja e, kako se vidi na prethodnoj slici. Zanemarujui ulazni vrtlog vrijedi e=u2w2,

pa slijedi za sve sluajeve:sekundni maseni protokgdje je:= volumni sek. protok

A, B i C su konstante za dani stroj (fiksni 2) koji se vrti konstantnom brzinom ( u2=konst.) i uz .maseni protok , koji odreuje radijalnu izlaznu brzinu vr2:

,,

Geometrija strujnog kanala centrifugalnog kompresora:

B=C=0 za 2=900 i stoga zavisnosti e o Q je konstantna (Q-e). Zrakoplovne plinske turbine se vrte nesinhrono ili slobodno, uz vanjsko promjenjivo optereenje Q (ili ), tako da je znaajan stabilnost njihovog rada.

To se postie samo ako karakteristika u Q-e dijagramu ima negativan nagib. za radijalne lopatice (2=900) tok je neutralno stabilan. unaprijed povinute lopatice (2>900) je nestabilan, unato ostalim prednostima takvog ompelra, kao nprimjer veliki e. Takovi se impeleri mogu pronai kod strojeva koji rade na elektrinoj mrei, gdje se brzina vrtnje kontrolira izvan stroja, kao na primjer ventilatori klimatizacije.unazad povijene lopatice (2

Karakteristike centrifugalnog kompresora

Sekundarni vrtloni tok skliz Sekundarni vrtloni tok se uspostavlja unutaqr e se unutar meulopatinog kanala zbog inercije fluida i malog unutarnjeg sminog otpora fluida kad se on giba prema van kroz impeler (Shepherd, 1960). To e dovesti do zaostajanja ili skliza fluida prema rotoru kada napusti rotorski kanal uslijed ega se smanjuje teoretska vrtlona brzina na izlazu, s w2 na w2'. Za n lopatica, koji je obino prosti broj, zbog izbjegavanja viih harmonika vibracija, kut irenja kanala c je dan sa

Stodola (1927) je definirao faktor skliza s kao omjer stvarne i idealne vrtlone brzine:

Za impeler s radijalnim lopaticama 2=900, u2=w2,

e=su22, i: Iz eksperimentalnih rezultata je dobiveno:

iliAko je n=19, s=17/19=0,895 pa se e smanjuje za 10,5% od svoje nominalne vrijednosti. Whittle (1981) s druge strane preporuava:

Gubici kod centrifugalnog kompresora: (a) skliz kod rotora; (b) vanjski difuzor; (c) proraun gubitaka; (d) netto pretvorena energija Toka pumpanja

Relativni Machovi brojevi u kanalu centrifugalnog kompresora

Ma1

Unutar kanala impelera postoji takoer kompleksni sekundarni tok, zbog nunog tangencijalnog gradijenta tlaka koji je suprotan zakretnom momentu, i doprinosi poveanju nehomogenosti mlaza.

Conture brzina Absolutne i relativne brzineApsolutne brzineRelativne brzineRela brzina 365 m/s

Raspodjela statikog tlakaPotlana strana kanalaPretlana strana kanala

DifuzorDifuzija brzine, ili pretvorba kinetike enrgije inducirane vrtlone brzine u tlak javlja se odmah kako fluid naputa impeler. To je po prilici polovica ukupnog prirasta tlaka, dok se prvi dio prirasta deava prolaskom kroz sam impeler. Kod bezlopatinog difuzora zrak se giba po logaritamskoj spirali ili sloeni slobodni vrtlog, to je, kao slobodni vrtlog pridodan toki izvora masenog toka (sl. 5-3-11). Strujnica nestlaivog fluida opisuje logaritmiku spiralu kod koje tlak raste kako brzina opada..

Ogranienje prostora kod zrakoplovnih motora e ostavljati na raspolaganju premalen prostor u radijalnom smjeru za difuziju bez lopatica pa je stoga potrebna uporaba lopatica, ili difuzorskih kanala, kod kojih se difuzija bre odvija nego kod spiralnog slobodnog vrtloga. Takoer se s njima tok moe ponovo usmjeriti aksijalno. Zbog nejednolikosti toka na izlazu iz impelera u obodnom smjeru i odgovarajueg uvoenja vibracija,zaguenja i pumpanja, koristi se kod lopatinih difuzora manji broj lopatica nego kod impelera, a takoer se ostavlja u radijalnom smjeru i prvo krai dio za difuziju bez lopatica (tzv. "kombinirani difuzor") Kada se odrede gubici vrtloga, trenja i difuzije dobiva se raspoloivo podruje stabilnog rada kompresora s radijalnim lopaticama. Lijevo od toke pumpanja S rad stroja je nestabilan. Iako unazad povijene lopatice imaju ire radno podruje bez pumpanja a unaprijed povijene lopatice bolje karakteristike energetske pretvorbe, radijalnim lopaticama se moe dati prednost kao najbolji kompromis zbog jednostavnosti izrade i male mase i time niih naprezanja uslijed centrifugalne sile. Ilustracije radi, impeler polumjera 0,3 m rotirajui s 10 000 min-1 ima optereenje izraeno u g (r2/g) = 34 060.

Ovisnost ukupne karakteristike o izentropskoj iskoristivosti c kompresora, moe se odrediti na sljedei nain. Pretpostavljajui cpkonst. pomou definicije

i dovedena energija e mora se oitovati kao stvarni prirast totalne temperature :To omoguava odreivanje idealnog prirasta totalne temperature T0: i stoga T02 za dani T01. To neposredno vodi do kompresionog omjera Pr za stroj uz koritenje jednadbe za izentropsku kompresiju:

Jednadba za izentropsku kompresiju

za = 1,4 Skaliranje centrifugalnih kompresora bit e uvjetovano ouvanjem slinosti Machovih brojeva. Drugim rijeima, vrijednost obodne brzine na vanjskom promjeru impelera u je ograniena efektima stlaivosti plina koji struji brzinom zvuka, ili brzinom koja je blizu brzine zvuka (Machov broj M1). Temperatura zraka je via nakon kompresije nego prije, i stoga ulazna temperatura zraka u kompresor zavisi kako o uvjetima okolia tako i brzini zraka. Skliz izlazne struje plina nastoji takoer smanjiti njenu vrtlonu brzinu. Odreeni rang brzina zvuka je potreban da uzme u obzir te efekte.

Na slici jeprikazan utjecaj mjerila D na brzinu vrtnje N za brzine impelera povrh, ispod, te za brzinu zvuka u zraku kod standardnih uvjeta na razini mora asls. Dijagram koristi sljedeu jednostavnu relaciju za brzinu impelera na vanjskom promjeru:

Mjerilo centrifugalnog kompresora; ND=(60/)u; asls-standardna brzina zvuka na razini mora za polumjer r (odn. promjer D) i broj okretaja N. Uzimajui D kao mjerilo veliine ili duljinsko mjerilo dobiva se:konst.

Aksijalni kompresorU astupnju aksijalnog kompresora mogu je kompresionio omjer do Pr 1,5 (Gostelow, 1984), Aksijalni turbokompresori imaju viestruki broj stupnjeva (sl. 5-5-1). Svaki sljedei stupanj u kompresoru je manji po dimenzijama, zbog kompresije plina, koji takoer postaje progresivno topliji. Npr., za ukupni kompresioni omjer Pr 30, izentropski volumni kompresioni omjer je 11.3, dok je odgovarajui izentropski omjer temperatura 2.64. Pretpostavljajui isti maseni protok i istu brzinu toka, visina lopatice se smanjuje za 11.31/2 = 3,4

S stupanj se sastoji od reda (reetke) rotorskih lopatica i reda statorskih lopatica. Relativni korak je omjer stvarnog koraka reetke/duljina tetive profila (s/c), odn. njegova reciprona vrijednost duljina tetive profila/korak, koja se naziv gustoa reetke = (c/s), Kada je 1, potrebno je koristiti aerodinamiku reetke umjesto aerodinamika izoliranog profila.Za propelere je i helikopterske rotor

(b)(a) tipini aksijalni kompresorski stupanj, (b) trokuti brzina.

Svaki stupanj kompresije aksijalnog turbokompresora obavlja zadatak poveanja entalpije, i stoga tlaka, i to kako rotor tako i stator. Ako rotor i stator obavljaju taj zadatak jednako, moe se rei da je stupanj dizajniran s 50%-nom reaktivnou. Odabir geometrije lopatice (profil, skeletnica, kut postave i gustoa), je oigledno znaajan, i slui ouvanja (smanjenja gubitaka) idealne Euler-ove karakteristike, e = uw, slui

Karakteristika dvodimenzionalne reetke: (a) geometrija reetke ( - kut zraka; - kut lopatice; - ugradbeni kut; - kut otklona = 2 - 2; - kut zakreta toka = 1 - 2; i - napadni kut = 1 - 1; c - kut zakreta profila = 1 - 2; - gustoa reetke = c/s; (b) tipina karakteristika reetke C - serije, niske brzine (Horlock, 1958); (c) tipina korekcija Machovog broja (Wistler, 1986); (d) tipini dijagram za odabir NACA 65 profila; (e) korelcija izmeu profila serije 65 (U.S.) i C serije (U.K.) (Horlock, 1958)

Raniji profili lopatica su u U.K profili C serijea u USA . i profili serije 65 . Profili C serije imaju maksimalnu debljinu na 30% duljine tetive od ulaznog brida a serije 65 na 40%. Na slici (c) je prikazan utjecaj Machovog broja na gubitke. Na slici (d) je prikazana karakteristika NACA sekcije, pomou ulaznog i izlaznog kuta zraka , Jasno se vidi tipino radno podruje izmeu granica "stolinga". Sliak (e) daje jednostavnu Horlockovu korelaciju imeu reetki profila C serije i NACA serije.

Treba naglasiti znaaj vrtlone brzine w i promjene vrtlone brzine w du reetke stupnja. Na slici je takoer prikazana i reetka ulaznih usmjeravajuih lopatica koja treba osigurati eljeni smjer brzine na ulazu u rotor prvog stupnja.

Koeficijent optereenja stupnja, koeficijent protoka i koeficijent tlaka. Kod aksijalnog kompresora tri su glavne brzine u, obodna brzina rotora va aksijalna brzina toka w promjena vrtlone brzine. Specifina snaga e= uw, Maseni protok je proporcionalan s va, Snaga P= e. snaga Koeficijenta optereenja stupnja = w/u;Koeficijenta protoka = va/u.Njihove tipine vrijednosti su 0,5 Uravnoteenjem ta dva parametra da bi postie se zadovoljavajua difuziju (minimalni gubitci) i najvia vrijednost prirasta tlaka p, izraenu preko koeficijenta tlaka Cp, za odgovarajue poetno stanje 1, npr.:

gdje je

Definicija koeficijenta tlaka pri niim brzinama kada je konstantno:

Ako zaustavni tlak ostaje konstantan, sljedea jednadba vrijedi kako za nestlaivi tok uz niske brzine, tako i za stlaivi tok uz visoke brzine (M< 0,8):

iKod niskih brzina ( konstantan):

Kod visokih brzina ( promjenjiv) uz :

Prethodna jednadba vrijedi za podzvune i blago nadzvune Machove brojeve uz ogranienje v2/2

ReaktivnostReaktivnost R je konstrukcijski parametar koji utjee na iskoristivost stupnja i takoer definira strujnu geometriju stupnja. Za kompresore je 50% reaktivnost poetna toka konstruiranja poto je tada prirast tlaka (suprotno utjecaju graninog sloja) jednak u rotoru i statoru.To minimizira debljinu i odvajanje graninog sloja i tako ima povoljan utjecaj na iskoristivost stupnja.

RaktivnostReaktivnost omjer prirasta statike entalpije u rotoru i prirasta entalpije u itavom stupnju:

Uz (h0R= konst.) a uobiajeno je v1= v3, pa slijedi:

Uz konstantnu aksijalnu brzinu va jednadba za reaktivnost se reducira u

gdje je.U daljnjoj analizi mogu se uvesti koeficijent uzgona cl i koeficijent otpora za:aksijalno optereenje- prirast tlaka tangencijalno optereenje snaga dovedena na osovini

Trokutui brzina za 50 % reaktivnost

m srednje kutvm srednja brzina

Uzgon L =lxrl=cl(1/2wm2)Otpor D =dxrd=cd(1/2wm2)Dijagrami elementa lopatice: (a) dijagram optereenja rotora

Aksijalni kompresori

Dijagrami elementa lopatice: (b) potpuni dijagram vektora brzina za 50%-nu reaktivnost

Uvijanje lopaticaUsprkos dosadanjem zanemarivanju radijalne ravnotea, konstruktorima stoje na raspolaganju mnoge opcije projektiranja ovisnosti rotacijskog toka: konstantna entalpija, slobodni vrtlog, prisilni vrtlog, konstantna vrtlonost (r w), konstantna vrtlona brzina (w). Sljedee slike prikazuje dvije od navedenih opcija. Bilo koja se opcija prihvati, rezultirajua uvijenost mora takoer prilagoditi promjene veliine linearne brzine rotora s polumjerom.

Uvijanje lopatica

Uvijanje lopatice: ; (b) shematski prikaz lopatice.

Aksijalni kompresori

kutovi uvijanja kod konstantne vrtlone brzine w i konstantne vrtlonost wr

Kompresibionost Kompresibilnost se susree, ak i kod leta s podzvunim brzinama, kod ventilatora velikog promjera pri vrhu i stoga zahtijeva nadzvune - nadkritine, ili super nadzvune profile. Kod nadzvunog leta i ulaznih brzina, itavi ventilator radi u nadzvunom podruju. U meulopatinim kanalima mogu se pojaviti problemi zaguenja, problemi pri startu i problemi "gutanja" (proputanja).Kod velikih turboventilatorskih motora (BPR), ventilatori s jednim rotorom zahtjevaju statorske reetke e za uspostavljanje vrtloga, to nije sluaj kod kontrarotirajuih ventilatora. U sluaju nedovoljne krutosti, lopatice s velikim promjerom mogu se ukrutiti sa spojnim icama

Uloga usmjeravajuih lopaticaUlazne i izlazne usmjeravajue lopatice koriste se za stvaranje ili otklanjanje vrtloga, Ulazne usmjeravajue lopatice promjenjive geometrije koriste za prilagoavanje ulaznog stupnja ili niza stupnjeva za rad pri promjenjivim uvjetima, u prvom redu u cilju spreavanja zaguenja lopatica i pumpanja motora ili drugim rijeima, da bi se poboljala (pomaknula) granica zaguenja.Trendovi u konstrukciji aksijalnih kompresora su prema manje stupnjeva s veom tetivom c i niom relativnom visinom (visina/tetiva=h/c, gdje h je visina lopatice odnosno duljina lopatice u radijalnom smjeru).

Na vanjskom promjeru se poveava:Gustoa, (tetiva/korak, c/s) brzine , kompresioni omjer stupnja, aerodinamiko optereenje ukupni kompresioni omjeri (Wistler, 1986). Ventilatori s lopaticama s duljom tetivom ne trebaju elemente za ukruivanje (Baldwin, 1993) i poboljavaju karakteristike ventilatora. Umetnuti ventilatori s lopaticama s malom tetivom takoer poboljavaju granicu zaguenja.

Ostala poboljavanja ukljuuju brtvljenje, bandairanja, kontrolu i spreavanje proputanja na vanjskom promjeru, promjene geometrije lopatica. Trodimenzionalna kompjuterska rjeenja kombinirana s eksperimentalnim ispitivanjima meulopatinih kanala koritenjem laser-dopplera mogu dati detaljnu vizualizaciju strujanja, ukljuujui viskozne i kompresibilne tokove. Prilikom optimizacije iskoristivosti i granice zaguenja u irokom podruju radnih uvjeta, kod civilnih zrakoplova treba voditi rauna istovremeno i o specifinoj potronji goriva.

Oduzimanje zraka iz kompresora se izvodi: za potrebe hlaenje turbinskih lopatica, za pogon pomonih ureaja zrakoplova, kao to je sustav za klimatiziranje kabine, za kontrolu zaguenja motora kod starta ili ubrzavanja. Kod nekih se konstrukcija oduzimaju relativno veliki maseni protoci za aktiviranje aerodinamikih sustava upravljanja. Svako oduzimanje zraka utjecat e na karakteristiku i iskoristivost kompresora.

Pumpanje kompresoraZaguenje i pumpanje kompresora predstavlja manifestacije nestabilnog rada koje se moraju izbjei. Zaguenje kanala uzrokuju prijelazni efekti i rad na vanprojektnom reimu vodi do velikih aerodinamskih napadnih kutova. Tako reducirana propusna sposobnost kod istog broja okretaja ili poveanog broja okretaja uz istu propusnu sposobnost vodi do "pozitivnog zaguenja" sljedea slika Nii Reynoldsovi brojevi zbog manje gustoe zraka na viim visinama leta takoer e smanjivati kut zaguenja lopatica i dovoditi ranije do zaguenja nego pri niim visinama leta.

Odgovarajue irenje zaguenja nizvodno uvjetovat e blokiranje toka, pumpanje i gaenje plamena. Kod aksijalnih turbokompresora, slino kao kod centrifugalnih, granica izmeu radne toke i granice zaguenja je dosta uska, ako je dizajniran za maksimalnu iskoristivost svih Takvi motori ne mogu ostvarivati nagle promjene - npr. ubrzavanje.

Pumpanje kompresora: (a) zaguenje kanala; (b) granica pumpanja

Vei broj osovina kod velikih motora osigurava bolju prilagodbu brzina vrtnje niskotlanih i visokotlanih dijelova kako turbine tako i kompresora. Niskotlane jedinice su vee, pa se zahtjeva da se vrte sporije od manjih visokotlanih jedinica. To se postie dijeljenjem motora u dva ili tri modula spojena s meusobno neovisnima pogonskim osovinama. Kod dvoosovinskog turboventilatorskog motora ventilator i moda nekoliko stupnjeva niskotlanog kompresora dvostrujnog motora mogu se pogoniti zavrnim niskotlamin stupnjevima turbine, Visokotlani stupnjevi kompresora i turbine su spojeni s drugom, koaksijalnom osovinom.

Jednoosovinski mlazni motor

Dvoosovinski mlazni motor

Troosovinski mlazni motor