27.Формы входных патрубков, лопаточных диффузоров и выходных устройств центробежного компрессора.

Схема лопаточного диффузора приведена на рис. 7.1. Поток на входе в лопаточный диффузор имеет скорость с₃ (≤0,85...0,9) и угол₃. Величина угла на выходе из безлопаточного диффузора обычно бывает в пределах ₃=12...18°. В лопаточном диффузоре под воздействием лопаток поток не подчиняется закону c_ur=const, и окружная составляющая скорости уменьшается более интенсивно, чем в безлопаточном диффузоре. На выходе из лопаточного диффузора угол обычно бывает в пределах ₄=25...30°. Рассмотрим на простом примере, на какую величину сокращаются габаритные размеры компрессора при применении для торможения скорости лопаточного диффузора. Пусть протяженность диффузора составляет D₄/D₃=1,25. Если бы не было лопаток, то отношение площадей F₄/F₃ и, следовательно, торможение скорости при =const также составляло бы величину с₄/с₃=1:1,25. Пусть при отношении D₄/D₃=1,25 угол входа потока лопатки диффузора составляет величину ₃=15°, а на выходе из него ₄=30°, тогда и, следовательно, торможение скорости при=const будет с₄/с₃=1:2,5.

Коэффициент потерь в лопаточном диффузоре определяется выражением, аналогичным (7.38):

Рис. 7.1. Схема основных элементов центробежного компрессора:

1 – рабочее колесо; 2 – безлопаточный (щелевой) диффузор; 3 – лопаточный диффузор

28.Особенности работы первой и последней ступени компрессора.

Первые ступени имеют наименьший относительный диаметр втулки, т. е. самые длинные лопатки. Поэтому в корневых сечениях первых ступеней окружная скорость мала, что также требует снижения и коэффициентов напора для обеспечения приемлемой диффузорности канала. Помимо отмеченного существует еще одна причина снижения напора в первых ступенях. При снижении приведенной частоты вращения режимы первых ступеней смещаются по своим характеристикам в сторону срывных неустойчивых режимов, т. е. дополнительно нагружаются. Поэтому на расчетном режиме приходится на первых ступенях, обеспечивая необходимый запас по срыву, снижать их нагрузку, т. е. работу сжатия.Для объяснения причины снижения КПД в последних ступенях нам придется предварительно рассмотреть распределение осевой скорости по ступеням многоступенчатого компрессора. Такое распределение приведено в нижней части рис. 6.36. При сжатии воздуха в связи с ростом плотности по тракту компрессора высоты лопаток уменьшаются и для сохранения высоты лопатки на приемлемом уровне, когда концевые потери еще не очень велики, приходится снижать осевую скорость и, следовательно, коэффициент расхода . Однако, как видно из формулы (6.5), снижать невыгодно, поскольку для сохранения степени диффузорности приходится при этом снижать и и, следовательно, работу сжатия H_т. Поэтому в первых ступенях величину не снижают и иногда даже повышают, поскольку высота лопаток первых ступеней достаточно велика. Но в последних ступенях все же приходится снижать и, следовательно, работу сжатияH_т. Это обусловлено также желанием иметь пониженную скорость на входе в камеру сгорания. Следует при этом отметить, что снижение с_а в одной ступени не должно превышать значений 10-15 м/с. Кроме отмеченных обстоятельств, заставляющих снижать работу сжатия в последних ступенях, надо также иметь еще в виду, что на переменных режимах работы при увеличении частоты вращения последние ступени смещаются по своим характеристикам к срывным режимам работы, поэтому снижение работы сжатия позволяет увеличить запасы по срыву в этих ступенях. Если среднее значение работы, затрачиваемой на сжатие и определяемой величиной , принять за 100 %, тов I ступени следует принимать,55-75 % этой величины, II – 75-90 % и последней ступени – 80-90 %.