¿Es correcta esta imagen de la aerodinámica del compresor?

El recordatorio de @Federico ha complicado un poco el proceso de respuesta, pero ahora entendemos su problema real, puedo proporcionar una respuesta enfocada inmediatamente a continuación, moví otros elementos al final, puede ignorarlos ya que estaban destinados a aclarar su pregunta y de hecho no son más relevantes.

Si considero a Y como velocidad relativa, entonces X también debería ser igual, aunque en dirección opuesta, ¿no?

Buen punto, son de la misma magnitud. Hay alguna aproximación en el dibujo:

No soy capaz de entender el término definido por X

La convención utilizada para las velocidades en este dibujo parece ser: Las velocidades relativas a los rotores se dibujan como líneas punteadas y las velocidades relativas a los estatores se dibujan como líneas simples. Como los estatores están fijados al motor, las velocidades de línea simple pueden verse como "absolutas".

• Y es la velocidad tangencial de IGV y estatores en general, en relación con el rotor de primera etapa y los rotores en general. Y es la velocidad aparente de los estatores.
  
• X es la velocidad tangencial de R1 (rotor de primera etapa) relativa a S1 (estator de primera etapa). X es la velocidad verdadera de los rotores.

En la nota, la velocidad relativa se muestra mediante D, que creo que es similar a C, lo que hace que la velocidad relativa de C

• Si observa R1, hay flechas para enfatizar que el canal del rotor es un conducto divergente: el canal frena el aire y al mismo tiempo aumenta la presión.
  
  

• E descrito como "absoluto" está relacionado con el hecho de que es relativo al estator S1, que puede verse como si estuviera en el mismo marco de referencia que el motor, y "absoluto".
  

  • D es la velocidad del flujo con respecto a R1, y E es la misma velocidad con respecto a S1. La diferencia es: Para el estator, D se ve afectado por la rotación X.
  • Para el rotor R1: C se transformó en D. La magnitud D es menor debido a la desaceleración por el canal divergente R1.
  • Para el estator S1: B se transformó en E. La magnitud de E es mayor debido a la corriente descendente creada por R1.
  • Como la masa es la misma y la fuerza es la masa por la aceleración, hay un exceso de energía en la entrada de S1. Esta es la clave para entender el principio del compresor.

• El canal del estator S1 es nuevamente un conducto divergente. Convierte la energía añadida por la rotación en presión, ralentizando el aire de E a F de velocidad:
  

• Este proceso termina aquí para la primera etapa, se repetirá lo mismo para las otras etapas, excepto que no se requieren IGV, ya que el estator está diseñado para proporcionar el ángulo de ataque y la velocidad G correctos para R2.

En pocas palabras, si miramos el proceso desde el punto de vista del compresor, es decir, desde el punto de vista de los estatores, para la etapa R1/S1:

• El aire a la salida de la etapa tiene la misma velocidad que tiene a la entrada, F ≈ B
• La presión en la salida es un poco mayor que en la entrada, debido a la adición de energía cinética rotacional (cuya fuente es la turbina y, en última instancia, el combustible).
• Agregar etapas permite aumentar gradualmente la presión. La relación de presión de una etapa está limitada por el ángulo de ataque de las palas y los álabes. Aumentar la presión significa disminuir la velocidad (axial). Una velocidad axial más pequeña en la salida conjugada con una velocidad tangencial X/Y constante aumenta el ángulo de ataque en la siguiente superficie aerodinámica, posiblemente más allá del ángulo de pérdida.

IGV no tiene función de conversión de velocidad a presión, su función es solo crear el ángulo de ataque correcto para R1. Las flechas de igual longitud enfatizan que un canal IGV no es ni divergente ni convergente: Si la magnitud de la velocidad en la entrada de la primera etapa debe ajustarse en relación con la velocidad del ariete, con tal IGV, esto debe hacerse por el conducto de entrada del motor, antes de la IGV.

Los álabes del estator tienen una doble función, la explicada anteriormente para IGV, y la de convertir la energía añadida por X en presión.

Sus preguntas iniciales se responden a continuación.

¿Por qué el vector Y está en dirección opuesta?

La velocidad Y es la velocidad relativa del aire para el rotor, se opone a la rotación real del rotor. Es como el aire que viene del frente cuando un ala se mueve hacia adelante:

¿Cómo se formarán las zonas de presión (alta y baja) en las superficies aerodinámicas del rotor y del estator?

Las palas y los álabes son perfiles aerodinámicos simples, que aquí están sujetos a los vientos en sentido de la cuerda C, E y G, exactamente como los perfiles aerodinámicos de las alas normales. Los gradientes de presión se formarán como en cualquier superficie aerodinámica. Por ejemplo, para C y las primeras palas del rotor, a la izquierda su dibujo, a la derecha el mismo dibujo girado:

C, E y G son los vientos relativos tal como los "ven" las palas del rotor de la primera etapa, las palas del estator de la primera etapa y las palas del rotor de la segunda etapa, respectivamente.

C es el resultado de la suma vectorial de B e Y

E es el resultado de la suma vectorial de D y X

G es el resultado de la suma vectorial de F e Y

Este tipo de recuerda el dilema de la física de si la luz es una partícula o una onda. Tratemos el aire entrante como una onda de energía continua.

Se puede ver, aunque el flujo de aire entrante es de 90 grados con respecto a la siguiente parte del diagrama de entrada/rotor/estator/rotor, el borde posterior del "ala superior" "rebotaría" la ola directamente hacia el próximo conjunto de "alas". " en el ángulo de ataque (relativo) adecuado .

Tenga en cuenta que hay un anillo completo de "alas" para cada etapa, y que los compresores de chorro pueden "detenerse" por un cambio repentino en el flujo de aire de entrada (que debe evitarse). Esta es la razón por la que las góndolas de chorro protegen la entrada del compresor.

Al principio, las paletas de entrada se ven "al revés", en comparación con las paletas del estator, pero el diagrama es correcto. Puede ser cuestionable por qué alternan líneas continuas y discontinuas para cada etapa de descarga, pero eso se puede resolver.

¿Cómo se formarán las zonas de baja y alta presión (alta y baja) en las superficies aerodinámicas del rotor y del estator?

La presión aumenta y el volumen disminuye a medida que el aire se comprime desde la parte superior del diagrama hasta la parte inferior. En este caso, una mayor presión debajo de las superficies aerodinámicas transfiere la energía mecánica del rotor para comprimir el aire. Cada etapa se comprime más y más. El estator "alinea" el flujo de aire para otro paso del rotor.

Finalmente, el concepto de "viento relativo" puede revisarse para esta aplicación. Con los barcos de hielo, el (viento lateral) que empuja el barco no es lo mismo que el (del movimiento del barco) que crea el empuje de la vela, lo que le permite ir mucho más rápido que el viento. El viento relativo del rotor (a miles de rpm) sería el principal vector.

Puede ser útil dibujar los vectores a escala .