2.4 Расчет безлопаточного диффузора
Безлопаточный диффузор (БЛД) применяют при переменном режиме работы
компрессора
на расчётной точке своей характеристики
и при условии α
>20°.
2.4.1. Безлопаточный диффузор постоянной ширины первой ступени (j=1)
Исходными данными для расчета диффузора являются следующие параметры на выходе из рабочего колеса:
Vнр=
5,34511 м
/с,Tн
= 288 K,
ρн=
кг/м
,
к = 1,31, σ = 3.581077,D
=
0,731 м,
b
=
0,0480 м,
0,0658258,
α
=
22,34°, ∆Tн-2=
9,7502 K,
C
=
140,205 м/с,
φ2u
=0,648, u2=
202,897м/с, z
= 0,91,
,
,
,
,
.
Рекомендуемые геометрические соотношения:
;
1,55…1,70
– для промежуточных ступеней
1,60…1,90-
для концевой ступени
Принимаем
=
1,03,
1,65
1. Диаметр, ширина диффузора и угол входа потока газа в сечении 3
3. Скорость газа в сечении 3
4. Температура газа в сечении 3
5. Степень сжатия газа в сечении 3
6. Плотность и давление газа в сечении 3
7. Диаметр и ширина диффузора в сечении 4
8.
Задается коэффициент потерь на трение
в диффузоре
Рис. 2. Безлопаточный диффузор
9. Угол выхода потока газа из диффузора (в сечении 4)
10. Скорость газа в сечении 4
11. Температура газа в сечении 4
12. Степень сжатия газа в сечении 4
13. Плотность и давление газа в сечении 4
14.
Среднее значение угла
на пути движения газа в диффузоре
15. Угол раскрытия канала диффузора
Полученное
значение не превышает допустимой
величины
.
Основные характеристики диффузора занести в таблицу 8.
2.4.2 Безлопаточный диффузор постоянной ширины второй ступени (j=2).
Основная часть исходных данных совпадает с данными для диффузора первой
ступени. Но, так как данный диффузор расположен после колеса второй
ступени,
то нужно заменить следующие параметры:
.
Из результатов расчета второго колеса принимаем:
,
,
,
,
.
Геометрические
соотношения
,
целесообразно сохранить такими же, как
в диффузоре первой ступени. В результате
у диффузора второй ступени получается
диаметрыD3
и D4,
такими же, как у диффузора первой ступени,
так как диаметры колес в обеих ступенях
одинаковые. Скорости
,
,
а также углы
,
в обеих ступенях одинаковые. Ширина
канала, температура, плотность и давление
в диффузоре второй ступени имеют другие
значения, чем в диффузоре первой ступени.
Расчетные формулы для диффузора второй
ступени такие же, как и для первой
ступени.
1. Геометрические и кинематические параметры диффузора второй ступени
,
2. Температура газа в сечении 3
3. Степень сжатия газа в сечении 3
4. Плотность и давление газа в сечении 3
5. Повышение температуры газа от начального сечения н до сечения 4
во втором диффузоре (j=2)
6. Температура газа на выходе из диффузора
7. Степень сжатия газа в сечении 4
8. Плотность и давление газа в сечении 4
9.
Среднее значение угла
на пути движения газа в диффузоре
10. Ширина диффузора второй ступени
11. Угол раскрытия канала диффузора
Полученное
значение не превышает допустимой
величины
.
Основные характеристики диффузора занести в таблицу 8.
2.4.3 Безлопаточный диффузор постоянной ширины третьей ступени (j=3).
Основная часть исходных данных совпадает с данными для диффузора первой и второй
ступени. Но, так как данный диффузор расположен после колеса третьей
ступени,
то нужно заменить следующие параметры:
.
Из результатов расчета второго колеса принимаем:
,
,
,
,
.
Геометрические
соотношения
,
целесообразно сохранить такими же, как
в диффузоре первой и второй ступенях.
В результате у диффузора третьей ступени
получается диаметрыD3
и D4,
такими же, как у диффузора первой и
второй ступени, так как диаметры колес
в трех ступенях одинаковые. Скорости
,
,
а также углы
,
в трех ступенях одинаковые. Ширина
канала, температура, плотность и давление
в диффузоре третьей ступени имеют другие
значения, чем в диффузоре первой и второй
ступени. Расчетные формулы для диффузора
третьей ступени такие же, как и для
первой и второй ступеней.
1. Геометрические и кинематические параметры диффузора третьей ступени
,
2. Температура газа в сечении 3
3. Степень сжатия газа в сечении 3
4. Плотность и давление газа в сечении 3
5. Повышение температуры газа от начального сечения н до сечения 4
в третьем диффузоре (j=3)
6. Температура газа на выходе из диффузора
7. Степень сжатия газа в сечении 4
8. Плотность и давление газа в сечении 4
9.
Среднее значение угла
на пути движения газа в диффузоре
10. Ширина диффузора второй ступени
11. Угол раскрытия канала диффузора
Полученное
значение не превышает допустимой
величины
.
Основные характеристики диффузора занести в таблицу 8.
Если в секции компрессора имеются третий и последующие диффузоры, то их расчеты проводят так же, как расчет второго диффузора.
Таблица 8
Характеристики безлопаточных диффузоров.
|
№ ступени |
|
|
|
|
|
|
Град |
Град |
|
1 |
1,03 |
0,7519 |
1,650 |
1,2061 |
0,048 |
0,048 |
22,34 |
24,03 |
|
2 |
1,03 |
0,7519 |
1,650 |
1,2061 |
0,040 |
0,038 |
22,34 |
24,03 |
|
3 |
1,03 |
0,7519 |
1.650 |
1,2061 |
0,036 |
0,0394 |
22,34 |
24,03 |
Продолжение табл. 8
|
№ ступени |
|
|
|
| |
|
1 |
138,203 |
87,244456 |
297,8952 |
300,916 | |
|
2 |
138,203 |
87,244456 |
312,681 |
315,720 | |
|
3 |
138,203 |
87,244456 |
327,322 |
330,525 | |
Продолжение табл. 8
|
№ ступени |
|
|
|
| |||
|
1 |
5,0786 |
|
37,7253 |
| |||
|
2 |
6,0407 |
6,253 |
42,750 |
43,8310 | |||
|
3 |
7,1277 |
7,3689 |
48,16535 |
49,334 | |||
