- •Теория компрессорной ступени
- •Г.Керчь, 2002 год удк 621
- •Содержание
- •Литература._______________________________________________ ________49 Введение.
- •Основные параметры, принятая терминология.
- •Теоретический напор центробежной компрессорной ступени. Степень реактивности.
- •Направление входной кромки лопаток (угол 1л) может не совпадать с направлением относительной скоростиw1(угол1) и тогда возникает ударное обтекание входной кромки лопаток с углом атаки:
- •Зависимость теоретического напора и степени реактивности от угла выхода потока из рабочего колеса.
- •Зависимость теоретического напора от закрутки потока перед рабочим колесом.
- •Движение потока в рабочем колесе. Влияние числа рабочих лопаток на теоретический напор.
- •1.7. Особенности течения газа в лопаточном диффузоре.
- •Особенности течения в спиральных и кольцевых камерах.
- •Особенности течения во всасывающих камерах.
- •Потери мощности, подводимой к рабочим лопаткам колеса.
- •Действительный (полезный) напор и изоэнтропийный кпд центробежной ступени и компрессора.
- •1.12. Характеристики центробежного компрессора.
- •1.14. Потери энергии в центробежном компрессоре.
- •1.15. Определение параметров рабочего тела в проточной части компрессора.
- •2. Теория осевой компрессорной ступени.
- •2.1. Геометрические характеристики осевой компрессорной ступени.
- •2.2. Теоретический напор осевой компрессорной ступени.
- •2.3. Действительный (полезный) напор и изоэнтропийный кпд компрессорной ступени.
- •2.4. Степень реактивности компрессорной ступени.
- •2.5. Характеристика решеток профилей с различной степенью реактивности.
- •2.6. Коэффициенты расхода и напора.
- •2.7. Характеристики компрессорной ступени.
- •2.8. Неустойчивая работа компрессора. Помпаж.
- •2.9. Многоступенчатые осевые компрессоры.
- •2.10. Основные положения газодинамического расчета компрессора.
- •Литература
1.7. Особенности течения газа в лопаточном диффузоре.
Применение только безлопаточного диффузора в компрессоре возможно, когда скорость с2 выхода из рабочего колеса невелика. Это имеет место в компрессорах с сильно загнутыми назад лопатками (2л > 1500), у которых с2=150÷200 м/с.
В судовых компрессорах с радиальными лопатками скорость газа на выходе из рабочего колеса достигает 300÷450 м/с, вследствие чего применение только безлопаточного диффузора для уменьшения скорости входа в улитку до 80÷120 м/с требует больших радиальных размеров диффузора. Кроме того, при большой протяженности безлопаточного диффузора снижается КПД компрессорной ступени из-за увеличения потерь энергии на трение. В связи с этим, для уменьшения габаритов компрессора и увеличения его КПД в судовых компрессорах чаще применяют направляющие устройства, включающие одновременно безлопаточный и лопаточный диффузоры.
В лопаточном диффузоре требуемая диффузорность обеспечивается и увеличением диаметра (d4>d3) и повышением выходного лопаточного угла (4л>3л).
Степень диффузороности безлопаточного диффузора
. (1.25)
степень диффузорности лопаточного диффузора
(1.26)
при равной степени диффузорности отношение наружных диаметров
.
В судовых компрессорах разность углов 4л и 3л лопаточного диффузора составляет 12÷180. В этом случае наружный диаметр безлопаточного диффузора будет больше наружного диаметра лопаточного диффузора в 1,6÷2,0 раза.
Входной угол 3л лопаточного диффузора принимается равным углу выхода потока из рабочего колеса или большим на 2÷50. Учитывая, что 2= 16÷240, выходной угол лопаток диффузора 4л=28÷380.
Число лопаток диффузора обычно выбирают zл.д.=13÷31 и не принимают кратным числу лопаток рабочего колеса во избежание резонансных явлений.
Профилирование лопаток диффузора производится обычно по дугам окружности с радиусом кривизны лопатки (при 3л <200), определяемым по формуле
(1.27)
Радиус окружности центров дуг лопаток определяют из выражения:
(1.28)
Кроме криволинейных применяют прямолинейные лопатки в лопаточных диффузорах.
При выходе из лопаточного диффузора (а при его отсутствии из щелевого) воздух поступает в спиральную камеру (улитку), которая может иметь различную форму меридионального сечения (круглую, прямоугольную, трапецеидальную).
Для повышения КПД компрессора скорость воздуха в различных сечениях спиральной камеры принимается по возможности постоянной и равной или немного меньшей скорости воздуха при выходе его из лопаточного диффузора. Скорость с5 в выходном сечении нагнетательного патрубка в судовых компрессорах чаще всего находится в пределах 60÷80 м/с (на номинальном режиме).
В компрессорах, у которых отсутствует направляющий аппарат за рабочим колесом, улитка полностью выполняет функцию диффузора. Это имеет место в компрессорах с сильно загнутыми назад рабочими лопатками при небольшой скорости выхода газа из рабочих каналов.
При выборе числа лопаток диффузора следует учитывать, что в широком диапазоне режимов оптимальная густота решетки находится в интервале l/t= 2,0÷2,4.