2.4.3. Расчет безлопаточного участка лопаточного диффузора.

Расчёт для безлопаточного участка диффузора:

Связь коэффициента потерь с коэффициентом силы сопротивления в безлопаточном участке ЛД:

Потеря КПД в безлопаточном участке ЛД с учетом неравномерности потока (Кн):

Потери КПД от внезапного расширения:

Суммарные потери безлопаточного участка ЛД:

2.4.4. Расчет поворотного колена и параметров обратного направляющего аппарата.

В большинстве случаев для промежуточных ступеней принимается . Для высокорасходных ступеней с большими поворотные колена (ПК) могут выполняться с небольшой конфузорностью ( ) для снижения потерь при повороте потока, однако в основном для таких ступеней принимается . Для малорасходных ступеней ( приемлемые потери можно получить даже при выполнении ПК диффузорным ( ), т.к. в этом случае нетрудно обеспечить достаточно большие радиусы поворота потока . Для сверхмалорасходных ступеней компрессоров высокого давления отношение .

Из оптимизационного расчета возьмем отношение .

По заданному отношению определяется ширина канала на входе в ОНА:

Радиус выпуклой поверхности поворота определяется на основе задаваемого соотношения :

- для ступеней с ;

- для ступеней с ;

Наружный радиус поворота потока в ПК:

Угол потока в абсолютном движении рассчитывается с учетом потерь момента количества движения в ПК и допущением, что :

где - коэффициент, учитывающий потери момента количества движения в ПК;

где - поправочный коэффициент, принимаемый на основании опытных данных:

- для ступеней с БЛД; для ступеней с ЛД.

Коэффициент динамической вязкости газа в сечении 4-4 можно определить по формуле Сазерленда, Па :

,

где С – постоянная Сазерленда для гелия; - коэффициент динамической вязкости гелия при 273 К.

;

Угол установки лопаток на входе в ОНА выбирается на основании рассчитанного угла потока:

Отношение скоростей в сечениях 0’-0’ и 4-4:

Абсолютная скорость в сечении 5-5:

где в первом приближении принимается .

Отношение скоростей задается из следующих соображений. Течение газа в ОНА промежуточной ступени в идеальном случае должно быть равноскоростным ( ), однако для уменьшения потерь часто его делают слегка конфузорным ( ), а в некоторых случаях каналы ОНА могут быть диффузорными ( ) для обеспечения требуемой скорости на входе в следующее РК. Поэтому рекомендуемые значения лежат в пределах 0,95 – 1,05.

Скорость газа в сечении 6-6:

Далее определяются геометрические параметры ОНА. Под диаметром обычно понимают диаметр на выходном участке ОНА перед началом поворотного участка в его меридиональной плоскости. Как правило, или , где - диаметр лабиринтного уплотнения покрывающего диска рабочего колеса. Однако лопатки ОНА заканчиваются не на диаметре , а в пределах поворотного участка 6-0’, который выполняется с небольшой конфузорностью с целью снижения потерь на входе в РК следующей ступени. Угол установки лопаток ОНА на диаметре : .

Число лопаток одноярусной решетки ОНА выбирается по рекомендациям Б. Эккерта из условия обеспечения приемлемой густоты .

;

( )

Обычно ОНА выполняются с одноярусной решеткой с числом лопаток . Иногда лопаточную решетку ОНА делают двухъярусной: .

Ширина канала в сечении 6-6

где и - коэффициенты стеснения потока лопатками ОНА на входе в решетку и выходе из нее.

Для их расчета задается толщина лопаток ОНА. В случае выполнения ОНА с лопатками постоянной толщины .

.

Угол отставания потока при выходе из ОНА можно рассчитать по формуле Хоуэлла:

Угол выхода потока из ОНА: