Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

vanyashov_a_d_kustikov_g_g_uchebnoe_posobie_dlya_kursovogo_p

.pdf
Скачиваний:
36
Добавлен:
13.03.2016
Размер:
10.24 Mб
Скачать

Окончательная проверка ротора на виброустойчивость производится после выполнения эскизного проекта продольного разреза компрессора.

3.1. Расчет параметров в сечении 0-0

Втулочный диаметр (см. рис. 2.1 – 2.4) [8] : - если вал имеет насадные втулки, то

Dвт dв + (0,01 0,015) , м; - при отсутствии втулок

Dвт dв .

Если имеется прототип проектируемой машины, то, опираясь на его геометрические размеры, производится распределение отношения Dвт/D2 по рабочим колесам проектируемого компрессора.

Для большинства центробежных компрессорных машин втулочное отношение лежит в пределах Dвт/D2=0,15-0,45.

Тогда втулочный диаметр рабочих колес

Dвт = D2 Dвт .D2

Диаметр шейки вала оценивают по формуле [8, 9], м:

dш = 0,368 nобN[τв ] ,

где [τср] – допускаемое напряжение на срез для выбранной марки стали, МПа; Nв – мощность на валу (2.14), кВт; nоб – число оборотов, об/мин.

Диаметр расточки покрывающего диска D0 первого колеса (для закрытых РК) может быть выбран в соответствии с условием минимума относительной скорости газа при входе в межлопаточные каналы [1-3, 8] по формуле В.И. Поликовского

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

+

 

 

 

 

3

 

 

D0

 

Dвт

 

34,4 Qн kC

,

(3.1)

 

D

w

 

D

 

 

D2

 

n ε

0

k

D

 

 

2

 

min

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где kС = Cr1 C0 – коэффициент конфузорности во входном участке колеса, задается в пределах kС = 0,95–1,15 – для закрытых РК; kС = 1,0 – для осерадиальных РК; kD = D1 D0 – задается в пределах kD = 1,0–1,04 – для закрытых РК;

kD = 1,0 – для осерадиальных РК; ε0 = ρ 0 ρ н – коэффициент изменения плот-

ности, для первой ступени задается ε0 = 0,85–0,99.

Согласно рекомендациям [8], изменение величины D0/D2 в пределах 5–8 % незначительно влияет на величину скорости W1, поэтому рекомендуется принимать

D0/D2 = (0,95–1,08) (D0/D2)w min.

На основании экспериментальных данных В.Е. Евдокимова [3], величину, найденную по формуле (3.1), целесообразно увеличивать на 1–5 %, т.е.

30

D0/D2 = (1,01–1,05) (D0/D2)w min.

Переходя от безразмерного соотношения к размерному значению диаметра, для первой ступени

D0 = (D0 D2 ) D2 .

Для последующих ступеней, в целях обеспечения технологичности конструкции компрессора, принимается, что диаметры расточки покрывающих дисков всех ступеней в пределах неохлаждаемого компрессора одинаковы, поэтому

D0(i) = D0(1) .

Площадь входного сечения для всех рабочих колес, м2 :

F0

=

π

(D02 Dвт2

) .

(3.2)

 

 

4

 

 

 

Скорость газа во входном сечении рабочего колеса находится по формуле

С0 =ϕ0 U2 ,

где ϕ0 – коэффициент расхода на входе в РК.

Значение этого коэффициента находится итерационно по следующему алгоритму [3].

В первом приближении оценивается

для первой ступени

ϕ0 =

Qн

 

;

 

 

F U

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

для последующих ступеней ϕ0(i) =ϕ0(i1) .

 

 

Коэффициент изменения плотности ε0 = ρ0

ρн :

 

- для первой ступени

 

= [10,5 (k 1) МU2

2 ϕ02 ]1 (k1) ;

 

 

ε0(1)

(3.3)

- для последующих ступеней

или

или

(i1)

где hi(i)

i=1

ε0(i) = 1+(k 1) МU2 2 (ψi(i) 0,5 ϕ

i=1(i1)

 

 

 

H

(i 1)(k

1)

σ 1

 

ε0(i)

 

+

 

 

 

 

 

,

1

 

k R T

X

 

 

 

 

 

 

 

н

 

 

 

 

σ 1

02 ) , (3.4)

(3.5)

 

 

 

(i1)

σ 1

 

 

 

 

(k 1)hi(i)

 

 

ε

0(i)

1 +

i=1

 

(3.6)

k R T

 

 

,

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

 

 

сумма внутренних напоров ступеней, предшествующих данной

ступени.

С учетом найденного значения ε0

31

ϕ0

=

 

Qн

 

 

.

(3.7)

F

ε

0

U

2

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

Полученное значение ϕ0 в формуле (3.7) подставляется в одну из формул (3.3)-(3.6), а затем рассчитывается новое значение ϕ0 , которое сравнивается с предыдущим. Итерации повторяются до тех пор, пока не будет достигнута точность до третьего знака после запятой.

Температура газа во входном сечении колеса: - для первой ступени

Т0(1)

=Тн [10,5 (k 1) MU2

2 ϕ02 ],

 

 

или

 

 

C 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т0(1)

=Тн*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- для последующих ступеней

 

р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(i1)

 

 

 

 

 

 

Т0(i) =Tн

+(k

1) МU2

 

(ψi(i) 0,5

1

2

ϕ02 ) ,

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i=1

 

 

 

 

 

 

 

 

(i1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

C0(2 i)

 

C 2

 

 

Т0(i) =

 

 

(hi )

 

 

+

н

 

+Тн ,

k R

 

2

 

2

 

или

 

 

i=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т0(i) =Т2(* i1)

 

 

0(i)

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ср

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Т2(* i1) - температура торможения в выходном сечении предыдущего РК, К. Температура торможения, К:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C 2

 

 

 

 

 

Т0(* i) =Т2(* i1)

=Т0(i)

+

 

0(i)

.

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

Плотность газа, кг/м3:

 

 

 

 

 

 

 

ср

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Давление газа, Па:

ρ0

=ε0 ρн .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- для первой ступени

 

 

= Pн [10,5 (k 1) MU2

2 ϕ02 ]k (k1)

 

или

Р0(1)

,

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р0(1)

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= Рн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или

 

 

 

Тн

 

 

 

 

 

 

 

 

Р0

= ρ0 R T0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

(3.8)

- для последующих ступеней

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(i1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р0(i) = Рн

1+(k 1)

МU2

2 (ψi(i) 0,5

ϕ02 )

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

i=1

 

 

 

 

 

 

32

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ

 

 

 

 

 

 

Т

0(i)

 

Р0(i) = Рн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

Тн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или расчет ведется по формуле (3.8).

 

 

 

 

 

 

Давление торможения, Па:

 

 

 

 

 

 

 

 

к

 

 

 

 

 

 

Т

*

 

 

 

 

*

 

 

к

1

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

Р0 = Р0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

 

 

.

 

 

 

 

0

 

 

 

 

3.2. Расчет параметров в сечении 1-1

 

Скорость потока газа при входе на лопатки РК, м/с:

 

- для первой ступени

 

C1 = kС C0 ,

(3.9)

- для последующих ступеней предварительно оценивается по формуле (3.9), а затем уточняется после определения ширины лопаток РК на входе b1 и коэффициента загромождения τ1 по формуле

С1

=

 

 

Qн

 

 

.

(3.10)

π D

τ

1

b ε

1

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

Диаметр входа на лопатки РК: - для первой ступени

D1 D2 = kD (D0 D2 ) ,

D1 = D2 (D1 D2 ) ; - для последующих ступеней

D1(i) = D1(1) .

Окружная скорость РК на диаметре входа на лопатки РК, м/с:

U1 =U2 (D1 D2 ) .

Коэффициент расхода, полагая, что ступени не оснащены устройствами, закручивающими поток перед РК, т.е. С1=Сr1 (С1=Сz1 – для осерадиальных РК):

ϕ1 = С1 U2 .

(3.11)

Угол потока в относительном движении при входе на лопатки РК, град:

β1 = arctg(Сr1 U1 ) .

(3.12)

Выбор угла установки лопаток на входе в РК производится с учетом допускаемого угла атаки i1 = 0–3° – для ступени РК+ЛД и i1 = 8–12° – для ступени РК+БЛД [1].

βл1 = β1 + i1 .

(3.13)

Большие допускаемые значения углов атаки для ступени РК+БЛД связаны с меньшей чувствительностью БЛД к изменению угла потока на выходе из РК.

Для первой ступени желательно принимать безударный вход, т.е. i1 0°, тогда для последующих ступеней при условии соблюдения βл1 = const угол ата-

33

ки будет увеличиваться. В случае недопустимо больших значений i1 для последних ступеней можно отказаться от требования унификации (βл1 = const) и принимать значения βл1 из условия i1 0°.

Температура газа: - для первой ступени

Т1(1)

=Тн [10,5 (k 1) MU2

2 ϕ12 ],

(3.14)

или

 

C 2

 

 

 

 

Т1(1)

=Тн*

 

 

 

 

 

1

 

;

 

(3.15)

2

с

 

 

 

 

р

 

 

- для последующих ступеней

Т1(i)

или

Т1(i)

или

=Tн 1+(k 1) МU2

2 ( ψi(i) 0,5 ϕ12 ) ,

 

 

 

 

 

 

 

 

i=(i1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i=1

 

 

 

 

k 1

 

i=(i1)

C1(2i)

 

C

2

 

 

 

 

 

 

 

(hi )

 

 

 

 

н

 

+Тн ,

=

k R

 

 

 

2

+

2

 

 

 

 

i=1

 

 

 

 

(3.16)

(3.17)

 

 

C 2

 

Т1(i) =Т2(* i1)

 

1(i)

,

(3.18)

2

 

 

 

ср

 

где Т2(* i1) – температура торможения в выходном сечении РК предыдущей сту-

пени, К.

Далее производится проверка числа Маха, подсчитанного по относитель-

ной скорости W1 :

W1

 

 

 

MW1 =

,

 

 

k R T

 

 

 

 

 

 

 

1

 

где W =

C2

+U 2 .

 

 

1

1

1

 

 

Число Маха MW1 должно иметь значения MW1 0,55-0,65 (для осерадиальных РК MW1 0,87) [1]. Эти ограничения вызваны тем, что из-за сужения межлопаточного канала от входного сечения до самого узкого сечения («горлового») происходит увеличение скорости W (Mw), и в случае достаточно больших скоростей в сечении 1-1 возможны наступление звукового течения в «горловом» сечении и запирание канала.

Для определения числа Маха в «горловом» сечении РК МWможно воспользоваться методикой, разработанной Г.Н. Деном [3, с. 102-105]. Для расчета МW, которое во вращающейся решетке РК принимает максимальные значения на участке межлопаточного канала от сечения 1-1 до «горлового», необходимо произвести геометрические построения профилей лопаток на начальном участ-

ке РК и иметь размеры РК в меридиональной плоскости.

 

Коэффициент изменения плотности ε1 = ρ1 ρн

:

 

- для первой ступени

 

]1 (k1) ,

 

ε1(1) = [10,5 (k 1) МU2

2 ϕ12

(3.19)

34

или

1

ε1(1) = Т1 k1 ;

Тн

-для последующих ступеней

 

ε1(i) = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(i1)

0,5 ϕ12 )

σ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+(k 1) МU2

2 (ψi(i)

,

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т1

 

 

 

 

 

 

 

 

ε

1(i)

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тн

 

.

 

 

 

 

 

 

 

Плотность газа, кг/м3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ρ1 =ε1 ρн .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Давление газа, Па:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- для первой ступени

 

= Pн [10,5 (k 1) MU2

2 ϕ12 ]k (k1) ,

 

 

или

Р1(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k1

 

 

 

 

 

 

Р1(1)

= Рн

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тн

 

 

 

 

 

 

Р1 = ρ1 R T1 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- для последующих ступеней

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(i1)

 

 

σ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р1(i) = Рн 1 + (k 1) МU2

2 (ψi(i) 0,5 ϕ12 ) ,

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

1(i)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р1(i) = Рн

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или расчет ведется по формуле (3.26).

Коэффициент загромождения входного сечения колеса

τ1 =1

kδ δ1 z1

 

,

π D sin β

 

 

л1

 

1

(3.20)

(3.21)

(3.22)

(3.23)

(3.24)

(3.25)

(3.26)

(3.27)

(3.28)

(3.29)

где z1 – число лопаток РК на входе, принимаемое z1 = 0,5 z2 при τ1 < 0,7, в противоположном случае z1 = z2 [6]; δ1 - толщина лопаток на входе в РК, принимаемая для закрытых РК с лопатками постоянной толщины δ1 =δ2 ; для полуоткрытых РК δ1 0,5 δ2 [9].

Ширина лопаток РК в сечении 1-1: - для первой ступени

b1(1)

=

 

 

Qн

 

 

 

;

(3.30)

π D

τ

1

С

ε

1

 

 

1

 

1

 

 

 

35

- для последующих ступеней размер b1 определяется как результат параллельного переноса покрывающего диска предыдущего РК по формуле

b1(i) = b2(i) +(b1(i1) b2(i1) ) ,

(3.31)

где b2(i) - ширина лопаток РК на выходе, численное значение которой будет определено ниже (см. расчет параметров РК в сечении 2-2); b1(i1) , b2(i1) - ширина

лопаток РК предыдущей ступени соответственно во входном и выходном сечениях.

Далее для ступеней, следующих за первой ступенью секции, производится уточняющий расчет абсолютной скорости С1 по формуле (3.8). В случае значительных расхождений с ранее полученным значением скорости С1 повторяется расчет по формулам (3.11)-(3.31).

3.3. Расчет параметров в сечении 2-2

При известных геометрических параметрах рабочих колес (D1, D2, βл1, βл2, z2) можно определить фактическую густоту лопаточных решеток B2/t2 и сравнить полученные значения с рекомендуемыми оптимальными значениями густоты (B2/t2)опт. Значение густоты решетки РК можно находить, пользуясь формулами для оптимального числа лопаток.

Формулой Б. Эккерта [8]

 

B2

=

(z2 1,15) ln(D2 D1 )

.

 

 

 

 

 

 

(3.32)

 

t

 

 

β

 

+β

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2 π sin

 

л2

2

л1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формулой Г.Н. Дена и В.Ф. Риса [1, 3]:

 

 

 

D2 )

 

 

 

 

 

 

B2

=

 

z2

1,15 (1 D1

 

 

 

.

(3.33)

 

t

2

 

 

 

 

β

л

2

+ β

 

 

(1

+ D

D

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π sin

 

 

л1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оптимальные значения густоты решетки РК по рекомендациям НЗЛ [1] находятся в пределах (B2/t2)опт = 2,5–3,8.

Для РК с одноярусной решеткой (z2 = z1) вместо коэффициента 1,15 в формулах (3.32) и (3.33) принимается коэффициент 1.

Уточняется значение коэффициента теоретического напора ψТ2 по одной из формул (2.2)(2.6), приведенных в гл. 2, ч. I, при уже известных размерах Dвт,

D0, D1, D2 и числе лопаток z2.

Окончательно определяются значения коэффициентов потерь на протечки βпр и дисковое трение βтр, рассчитанные ранее в гл. 2, ч. I, по формулам (2.24)– (2.26).

По формулам (2.9)–(2.11), (2.15) вычисляются значения ψi, hi и первой и последующих ступеней.

Абсолютная скорость газа на выходе из РК, м/с:

36

С2

=

ψТ2 U 2

,

(3.34)

 

 

 

cosα2

 

где угол потока в абсолютном движении находится по формуле (2.20). Температура газа, К:

- для первой ступени

Т2(1) =Тн [1+(k 1) MU2 2 ψi ],

или

 

1

 

2

 

Т2(1) =Тн* +

hi

C2

;

ср

2

 

 

 

- для последующих ступеней

Т2(i) =Tн

или

Т2(i) =Т

или

Т2(i) =Т

Температура торможения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(i1)

 

 

 

1+(k 1) MU2

2 (ψi(i) +Ωψi ) ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i=1

 

 

 

 

*

 

1

 

 

 

i

 

 

C2(2 i)

 

 

 

н

+

 

 

 

 

 

 

hi(i)

 

 

 

 

,

 

 

ср

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

C2(2 i)

 

 

C0(2 i)

 

0(i)

+

 

 

 

 

 

hi(i)

 

 

 

 

+

 

.

с

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т2* =Т2

+

С2

 

 

 

2

.

2

 

 

 

с

р

Число Маха, подсчитанное по абсолютной скорости на выходе из РК:

MС2 =

С2

.

k R T

 

 

 

2

 

Коэффициент изменения плотности:

- для первой ступени – по формуле (2.16) или

ε2 = Т2 σ 1 ;

Тн

-для последующих ступеней – по формулам (2.17), (2.18) или (2.19). Плотность газа, кг/м3:

ρ2 =ε2 ρн .

Давление газа, Па: - для первой ступени

Р2(1) =Pн [1+(k 1) MU2 2 ψi ]σ ,

или

 

 

Т2

σ

 

Р2

 

 

,

 

= Рн

Тн

 

или

 

 

 

 

 

 

 

Р2 = ρ2 R T2 ;

(3.35)

(3.36)

(3.37)

37

- для последующих ступеней

 

 

 

 

 

(i1)

 

σ

 

 

 

 

 

 

 

Р2(i) = Рн 1+(k 1) MU2

2 (ψi(i) +Ωψi ) ,

(3.38)

 

 

 

 

 

i=1

 

 

 

или по формулам (3.36), (3.37).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Давление торможения, Па:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

к

 

 

 

 

*

к1

 

 

 

 

 

 

Т2

 

 

 

 

 

Р2 = Р2

 

 

 

 

 

 

Т2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уточняется относительная ширина РК по формуле (2.23) в случае значительных расхождений в определении ε2 по формуле (3.35) и одной из формул

(2.16)-(2.19).

Ширина РК на выходе, м:

b2 = D2 (b2 D2 ) ,

(3.39)

после чего рассчитывается ширина РК b1 данной ступени по формуле (3.31). Для всех ступеней вычисляется относительная ширина РК на выходе b2/D2

и сравнивается с ранее рассчитанной по формуле (2.24). Угол наклона покрывающего диска РК, град:

 

 

 

b1 b2

 

 

2

 

 

 

θ = arctg

D

2

D

.

 

 

 

 

1

 

Политропный КПД рабочего колеса по полным параметрам: - для РК первой ступени

 

(k 1) lg(P*

 

P*

)

 

η0*2(1) =

 

2(1)

0(1)

 

;

k lg(T

*

*

 

 

 

T )

 

 

 

2(1)

 

н

 

 

- для РК последующих ступеней

 

(k 1) lg(P*

 

P*

)

 

η0*2(i) =

 

 

2(i)

 

0(i)

 

.

k lg(T

*

T

*

 

)

 

 

2(i)

2(i1)

 

 

 

(3.40)

(3.41)

38

4. Расчет диффузоров

Ниже приведены методики расчета наиболее часто встречающихся типов диффузоров: безлопаточного (БЛД) и лопаточного (ЛД).

Рекомендации по проектированию диффузоров канального типа даны в [8], хотя в конструкциях центробежных компрессоров они встречаются достаточно редко, а в последнее время полностью исчезли из практики конструирования.

Целесообразность применения того или иного типа диффузора в ступени определяется в основном двумя факторами: величиной угла α2 и условиями работы компрессора.

БЛД, как правило, рекомендуют применять при значениях α2 20-26°, а также если компрессор предполагается эксплуатировать в широком диапазоне рабочих режимов по расходу. Если же компрессор предназначен для работы вблизи расчетной точки, предпочтительно применение ступеней с ЛД.

Расчет диффузоров выполняется с использованием результатов расчета рабочего колеса соответствующей ступени.

На основании приведенных выше соображений, а также с учетом подробных рекомендаций [1, 3] выбирается тип диффузора: БЛД или ЛД.

Необходимыми для расчета диффузоров исходными данными являются все геометрические размеры РК на выходе и термогазодинамические параметры в сечении 2-2, а также коэффициент теоретического напора.

4.1. Расчет безлопаточного диффузора

4.1.1. Расчет параметров в сечении 3-3

Для ступеней с развитым БЛД под сечением 3-3 понимают некоторое условное кольцевое сечение диаметром D3, большим, чем диаметр РК D2 :

D3 D2 = 1,0 – 1,05.

Диаметр входа в БЛД, м:

D3 = (D3 D2 ) D2 .

С целью уменьшения потерь и снижения вероятности отрыва потока от стенок в ступенях с БЛД целесообразно ширину b3 делать равной или меньше ширины колеса b2 [3]. В связи с этим выбор соотношения b3/ b2 производится по следующим рекомендациям [3, 7]:

b3

b2

= 0,77 0,8

при b2

D2

> 0,06 ;

b3

b2

=1

при b2

D2

= 0,04 0,06 ;

b3

b2

=11,35

при b2

D2

< 0,04 .

Ширина канала БЛД, м:

b3 = (b3 b2 ) b2 .

Расчетный угол потока на входе в диффузор α3* при условии полного заполнения канала на диаметре D3:

39

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]