Подача газа к нагнетателю.

Скорость газа в подводящем к нагнетателю газопроводе и на входе в рабочее колесо значительно разнятся по величине. Скорость в газопроводе составляет порядка 10-15 м/сек, тогда как скорость на входе в рабочее колесо нагнетателя С1 значительно выше и достигает порядка 100 м/сек и выше. При резком переходе от малых к большим скоростям неизбежны потери энергии в виде падения потенциального давления.

Для уменьшения потерь и обеспечения плавного нарастания скорости во всасывающую камеру, а в консольных нагнетателях во вход в рабочее колесо, вход нагнетателя с газопроводом соединяется постепенно сужающимся патрубком – конфузором.

Назначение конфузора – плавное наращивание скорости газа протекающего в проточную часть нагнетателя.

На конфузоре устанавливают штуцера для датчиков приборов замера объемной производительности нагнетателей.

Рабочие процессы в ступени нагнетателя.

Основными элементами центробежного нагнетателя являются: корпус, рабочие колеса, насаженные на вал и подшипники. В корпусе закреплены диффузоры, а в многоступенчатых машинах – обратные направляющие аппараты. Всасывающая камера и улитка являются составными частями корпуса.

Проточной частью машины называют все элементы, по которым движется основной поток газа, т.е. элементами проточной части являются: всасывающая камера, рабочие колеса, диффузор, улитка, а в многоступенчатых машинах и обратные направляющие аппараты.

Ступенью называется комплекс элементов машины, состоящий из одного рабочего колеса, диффузора и улитки или в многоступенчатой машине обратного направляющего аппарата. К первой ступени машины относится всасывающая камера.

Сжимаемый газ подводится по всасывающему трубопроводу к всасывающей камере или входному патрубку машины, а затем поступает в каналы, образованные лопатками рабочего колеса. Под действием центробежной силы газ отбрасывается к периферии рабочего колеса. При движении газа в колесе за счет энергии, передаваемой от лопаток рабочего колеса, повышается давление и увеличивается его скорость, а следовательно, и кинетическая энергия в абсолютном движении. Рабочее колесо является единственным элементом ступени, в котором энергия подводится и передается газу. Во всех остальных неподвижных элементах ступени происходит только преобразование, полученной в рабочем колесе энергии в статическое давление.

В диффузоре скорость газа уменьшается вследствие увеличения проходной площади, а часть кинетической энергии газа преобразовывается в статическое давление. Диффузор может быть безлопаточным (щелевой) или лопаточным. Лопаточному диффузору всегда предшествует укороченный безлопаточный, короткий безлопаточный диффузор способствует некоторому выравниванию потока, весьма неравномерного после выхода из колеса, и уменьшению шума при работе машины.

После выхода из диффузора в одноступенчатой машине, а также в последней ступени многоступенчатой машины, газ поступает в улитку или в сборную камеру, служащую для сбора потока газа и подвода его к нагнетательному патрубку – диффузору (сборную камеру соединяют с напорным патрубком нагнетателя с помощью выходного диффузора). В улитке происходит дальнейшее снижение скорости и повышение давления газа, т.е. улитка выполняет туже функцию, что и диффузор.

В многоступенчатых машинах для подвода газа к следующей ступени служат обратные направляющие аппараты (ОНА). Назначение ОНА – подать закрученный поток газа после выхода из диффузора предыдущей ступени ко входу в рабочее колесо последующей с минимальными потерями и максимальной равномерностью (без закрутки).

При выходе из обратного направляющего аппарата лопатки его имеют обычно радиальное или близкое к радиальному направление с тем, чтобы обеспечить подвод газа к следующему рабочему колесу без закрутки.

Для уменьшения перетеканий газа внутри машины между вращающимися и неподвижными элементами ее, устанавливают лабиринтные уплотнения.

Внутренний КПД рабочего колеса, по данным многих испытаний, весьма высок и достигает значений 0,9 – 0,95. Но КПД ступени в целом значительно ниже. Это означает, что потери в неподвижных элементах относительно высоки и соблюдение режимов работы нагнетателей соответствующим проектным имеет большое значение.