Меню

Безлопаточный диффузор центробежного компрессора

Безлопаточный диффузор центробежного компрессора

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 16.07.73 (21) 1944196/24-6 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 28.02.75. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 26.08.75 (51) М. Кл. F 04с1 29/46

Совета Министров СССР оо делам изооретений и открытий (53) УДК 621.515(088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

А. Я. Шквар, А. А. Моря и H. П. Есин

Николаевский ордена Трудового Красного Знамени кораблестроительный институт им. адм. С. О. Макарова (54) БЕЗЛОПАТОЧНЫЙ ДИФФУЗОР ЦЕНТРОБЕ)КНОГО

Изобретение относится к области компрессоростроения.

Известны безлопаточные диффузоры центробежного компрессора с параллельными стенками, содержащие разделительную диафрагму аэродинамического профиля.

Предлагаемый безлопаточный диффузор отличается от известных тем, что в нем диафрагма выполнена, подвижной в направлении оси компрессора и имеет толщину, составляющую 0,1 — 0,2 от ширины диффузора, Такое выполнение безлопаточного диффузора центробежного компрессора позволяет повысить к. п. д. в широком диапазоне коэффициентов расхода.

На фиг. 1 изображен центробежный компрессор, продольное сечение; на фиг. 2 — разрез по А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — зависимость коэффициента потерь безлопаточного диффузора от угла входа потока в диффузор (где сплошная линия — коэффициент потерь диффузора с подвижной разделительной диафрагмой; пунктирная линия — коэффициент потерь диффузора с неподвижной разделительной диафрагмой; штрихпунктирная линия — коэффициент потерь обычного диффузора).

Центробежный компрессор содержит рабочее колесо 1 и безлопаточный диффузор, образованный,передней 2, задней 3 стенками и разделительной подвижной диафрагмой 4.

На режимах работы компрессора с малыми коэффициентами расхода диафрагма зани5 мает положение, обозначенное на фиг. 1 пунктирной линией. На режимах работы компрессора со средними и большими коэффициентами расхода диафрагма вводится в диффузор и разделяет ширину диффузора b3 на

Это позволяет уменьшить потери в безлопаточном диффузоре на этих режимах. Коэффициент потерь безлопаточного диффузора может быть определен по формуле ! = 0,147+ 0,0046 (12 — о,„), (1) где в — угол раскрытия эквивалентного конического диффузора в градусах, определяемый по формуле

«(::)» где u> — узол между вектором скорости по25 тока на входе в диффузор и окружным направлением.

Как видно из формулы (2) при увеличении коэффициента расхода и, следовательно, угла а2 о увеличивается. Разделение ширины диф30 фузора на две части приводит к уменьшению

Оз отношения каждой части и, следователь з но, снижению эквивалентного угла раскрытия конического диффузора каждой части диффузора и приближению его к оптимальному.

Суммарные потери в таком диффузоре уменьшены.

С учетом формулы (2) может быть получена зависимость коэффициента потерь безлопаточного диффузора в виде

+4,2КзЬз sin а, — 12,62КЬз з1па„(3) где

Коэффициент потерь диффузора, разделенного диафрагмой, определяется выражением

Г (=Г+ — (à — Г), (4) аз где и (» — коэффициенты потерь частей диффузора, определяемые с помощью выражения (5).

Взяв от выражения (4) производную. з и приравняв ее .нулю, получают выражение для определения оптимального для каждого (хз значения Ь 3 (40,5К 81п* а Ьз — b,) + 4 (Ьз)*+

В таблице приведены значения коэффициента потерь („, вычисленные по уравнению (4), — з и оптимальных b =, вычисленные по з/2 уравнению 5.

Читайте также:  Влагоуловитель для компрессора как установить

Там же приведены значения коэффициента потерь, вычисленные по формуле (3), для диффузор а без р азделяющей диафрагмы. При расчетах приняты одинаковые условия для обоих видов диффузоров, а именно: b3=0,08;

Безлопаточный диффузор центробежного компрессора с параллельными стенками, содержащий р азделительную дна фр агму аэроди40 намического профиля, отличающийся тем, что, с целью повышения к. п. д. в широком диапазоне коэффициентов расхода, диафрагма выполнена подвижной в направлении оси компрессора и имеет толщину, составляющую

45 0,1 — 0,2 от ширины диффузора.

Из приведенного в таблице сопоставления и из фиг. 3 видно, что применение диффузоров с подвижной разделительной диафрагмой позволяет уменьшить потери в нем на 60 — 100% на режимах, по расходу больших .номинального. Это эквивалентно повышению к. п. д. центробежного компрессора,при расходах

30 больше номинального на 6 — 9%.

Заказ 1855/9 Изд. № 1343 Тираж 740 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Редактор Е. Караулова Техред Т, Курилко Корректор О. Тюрина

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Безлопаточный диффузор

Безлопаточный диффузор делается большего диаметра по сравнению с лопаточным, что увеличивает габаритные размеры машины. [1]

Безлопаточные диффузоры ( рис. 11.5) представляют собою канал, ограниченный двумя, чаще всего параллельными, стенками. В одноступенчатых компрессорах ( газовоздуходувках) роль диффузора выполняют нагнетательные камеры. [2]

Безлопаточные диффузоры выполняют такой же ширины, как и рабочие колеса, или более узкими — ( 0 7 — 0 8) 62 — В результате сужения диффузора улучшается структура потока при входе в диффузор и повышается его КПД. Лопаточные диффузоры выполняют на 20 — 30 % шире, чем рабочее колесо. [3]

Безлопаточные диффузоры применяют в стационарных компрессорах. Расчет такого диффузора заключается в определении его геометрических размеров и состояния газа на выходе. [4]

Безлопаточный диффузор представляет собой плоскую радиальную щель между двумя гладкими дисками, устанавливаемыми за рабочим колесом. Из кольцевого колена поток попадает в каналы обратного направляющего аппарата. [5]

Безлопаточные диффузоры ( рис. 11.5) представляют собою канал, ограниченный двумя, чаще всего параллельными, стенками. В одноступенчатых компрессорах ( газовоздуходувках) роль диффузора выполняют нагнетательные камеры. [6]

Безлопаточный диффузор позволяет работать компрессору широком диапазоне изменения ре-жимо. [7]

Безлопаточный диффузор всегда имеется в центробежном компрессоре или в виде самостоятельного диффузора, или в виде безлопаточного кольцевого участка, предшествующего лопаточному или канальному диффузору. Если радиальная протяженность кольца невелика, то кольцевой безлопаточный участок можно рассматривать совместно с лопаточным или канальным диффузором, однако в этом случае все потери правильнее определять в зависимости от угла натекания потока is и числа Маха Мс по абсолютной скорости при входе на лопатки. В этом случае каждый диффузор должен рассматриваться отдельно и коэффициенты потерь следует оценивать по кинетической энергии при входе в каждый диффузор. [8]

Безлопаточные диффузоры дают более пологую характеристику, с большей областью устойчивой работы, чем лопаточные. [9]

Читайте также:  Замена масла в компрессоре метабо

Рассмотрим безлопаточные диффузоры , отличающиеся только шириной и работающие в одном и том же режиме. [10]

Элементы безлопаточного диффузора имеются во всех машинах центробежного типа. Так, например, в ступенях с лопаточным диффузором или с направляющим аппаратом канального типа кольцевой участок, расположенный непосредственно за колесом, представляет собой небольшой безлопаточный диффузор. Поэтому анализ явлений в безлопаточном диффузоре представляет интерес независимо от принимаемого в той или иной машине типа диффу-зорного аппарата. [11]

Для безлопаточных диффузоров , отличающихся только шириной, возможно обобщение зависимостей коэффициента потерь от режима работы Рис — 4 22 Оообш6 33 диффузора. [13]

В безлопаточном диффузоре теоретически возможен переход от сверхзвукового течения к дозвуковому без скачков уплотнения и связанных с ними потерь энергии. [14]

В безлопаточных диффузорах , относительная ширина которых значительно отличается от единицы, эта формула экспериментально не подтверждается. Это объясняется неоднородностью структуры потока и неравномерным заполнением канала активным потоком. [15]

Источник

Безлопаточный диффузор центробежного нагнетателя

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в центробежных компрессорных машинах. Безлопаточный диффузор центробежного нагнетателя содержит рабочее колесо, диффузор и боковую сборную камеру. Диффузор по ходу потока выполнен из следующих частей: вращающегося диффузора, расширяющегося диффузора с углом раскрытия 3-6 o , диффузора с параллельными стенками и радиально-осевого диффузора. Относительная радиальная протяженность вращающегося диффузора составляет до расширяющегося диффузора — до диффузора с параллельными стенками — до и радиально-осевого диффузора — до где D3 — наружный диаметр вращающегося диффузора; D2 — наружный диаметр рабочего колеса по концам лопаток; D4 — наружный диаметр расширяющегося диффузора; D5 — наружный диаметр диффузора с параллельными стенками; D6 — наружный диаметр радиально-осевого диффузора. Изобретение направлено на увеличение кпд нагнетателя в зоне оптимальных и повышенных расходов, а также получения более пологой напорной характеристики. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в центробежных компрессорных машинах.

Известен характер течения в безлопаточном диффузоре с параллельными стенками, входящем в состав центробежной ступени (нагнетателя).

На начальном участке безлопаточного диффузора, составляющем 10-15% от наружного диаметра рабочего колеса, имеет место интенсивное преобразование скоростного напора в скоростного напора в статическое давление. На основном участке диффузора, составляющем 30-35 от всей длины диффузора, восстановление статического давления проходит несколько медленнее, но достаточно интенсивно. Далее на среднем участке, составляющем до 25% длины диффузора, рост статического давления существенно замедляется, но затем усиливается в выходной части диффузора, составляющей до 20% всей длины.

Известны вращающиеся диффузоры, образованные продолжением ведущего и покрывающего дисков рабочего колеса (Ю.И. Журавлев, Б.С. Ревзин «Результаты испытаний вращающихся диффузоров центробежных нагнетателей». Энергомашиностроение, 1971, 9, с.41, 42), позволяющие более эффективно преобразовывать скоростную энергию на начальном участке диффузора с увеличением максимального кпд ступеней на 1-2%.

Известны безлопаточные диффузоры, расширяющиеся в меридиональной плоскости по всей своей длине, начиная от входного участка (угол раскрытия — 3-6 o ), позволяющие получить выигрыш по напору и кпд в области основных и повышенных расходов от 1 до 5% (авт. св. СССР 323570, МКИ F 04 D 20/44, Выходное устройство центробежного компрессора).

Читайте также:  Сколько выдает литров в минуту компрессор зил 130

Известны безлопаточные диффузоры, выходная часть которых развита в радиально-осевом направлении, занимая часть сборной камеры, позволяющие получить при установке колес различного типа выигрыш по напору и кпд в области основных и повышенных расходов от 2 до 3% (авт. св. СССР 887141, МКИ F 04 D 29/04).

Известен безлопаточный диффузор центробежного нагнетателя (авт.св. СССР 1366712, МКИ F 04 D 29/28), который может быть использован в качестве наиболее близкого аналога, содержащий последовательно включенные его части, первая из которых по ходу потока выполнена в виде вращающегося диффузора.

Недостатком конструкции отмеченного безлопаточного диффузора является неоптимальная конфигурация отдельных его участков.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы как отдельных участков, так и безлопаточного диффузора в целом, т.е. повышение как максимальных, так и значений кпд в зоне повышенных расходов и получение более пологой напорной характеристики.

Указанный технический результат достигается тем, что безлопаточный диффузор центробежного нагнетателя с вращающимся и радиально-осевым диффузорами, а также диффузорами с расширяющимися (угол раскрытия меридионального сечения — 3-6 o ) и параллельными стенками выполняется из последовательно включенных четырех частей с относительной радиальной протяженностью вращающегося диффузора до (где D2 — наружный диаметр рабочего колеса по концам лопаток; D3 — наружный диаметр вращающегося диффузора; расширяющегося диффузора — до (где D4 — наружный диаметр расширяющегося диффузора с углом раскрытия 3-6 o ), диффузора с параллельными стенками до (где D5 — наружный диаметр диффузора с параллельными стенками) и радиально-осевого диффузора — (где D6 — наружный диаметр радиально-осевого диффузора).

На чертеже изображено меридианальное сечение центробежного нагнетателя.

Нагнетатель содержит рабочее колесо 1, безлопаточный диффузор 2, сборную камеру 3.

Предлагаемый безлопаточный диффузор содержит вращающийся диффузор 4, расширяющийся диффузор 5, диффузор с параллельными стенками 6 и радиально-осевой диффузор 7, имеющие указанные выше протяженности. При работе нагнетателя газ поступает в рабочее колесо 1, безлопаточный диффузор 2 с последовательно включенными участками диффузора 4,5,6,7 и далее в боковую сборную камеру.

Указанная конструкция безлопаточного диффузора позволяет повысить его эффективность работы в целом с увеличением как максимальных (1-2%), так и значений кпд в области повышенных расходов (на 3-5%) и получением более пологой напорной характеристики.

Безлопаточный диффузор центробежного нагнетателя, содержащий последовательно включенные его части, первая из которых по ходу потока выполнена в виде вращающегося диффузора, отличающийся тем, что последующие части диффузора выполнены в виде расширяющегося диффузора с углом раскрытия 3-6 o , диффузора с параллельными стенками и радиально-осевого диффузора, при этом относительная радиальная протяженность частей диффузора составляет: для вращающегося диффузора до где D3 — наружный диаметр вращающегося диффузора; D2 — наружный диаметр рабочего колеса по концам лопаток; для расширяющегося диффузора — до где D4 — наружный диаметр расширяющегося диффузора, для диффузора с параллельными стенками — до где D5 — наружный диаметр диффузора с параллельными стенками; для радиально-осевого диффузора — где D6 — наружный диаметр радиально-осевого диффузора.

Источник

Adblock
detector