4. . Спиральная камера

Спиральная камера служит для организации равномерного отвода воздуха от рабочего колеса.

Преобразование кинетической энергии воздуха в спиральной камере определяется разностью кинетических энергий потока на входе и выходе и потерями энергии в ней:

 . (3.17)

Скорость потока в конце спиральной части камеры принимается равной скорости потока на выходе из компрессора.

(3.18)

Потери энергии в спиральной камере складываются:

1. из потерь на внезапное расширение потока;

2. из потерь трения на движение потока в камере;

3. из потерь энергии в выходной части спиральной камеры;

Обычно коэффициент потерь энергии в спиральной камере 0,16…0,30.

Выходные устройства концевой ступени центробежного компрессора по конструкции могут быть разделены на два типа:

1. спиральные камеры (улитки), характеризующиеся увеличением сечений с возрастанием угла охвата;

2. кольцевые камеры, имеющие постоянное сечение вдоль выходной окружности.

Простейшие спиральные камеры выполняются в меридиональном сечении

симметричными относительно линии, походящей через середину ширины нормально к оси вращения ротора. Наиболее часто встречающиеся формы сечения: трапециевидная, прямоугольная и круговая. Сечения могут быть расположены асимметрично.

Существующие исследования течения в спиральных камерах показывают его весьма сложный характер, особенно вблизи языка улитки. При расчёте сечения спиральной камеры обычно принимают два исходных допущения:

1. поток на входе в улитку является осе симметричным;

2. влиянием вязкости можно пренебречь и принять

4. Особенности проектирования элементов

ОСЕВОЙ ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ

1. Газоподводящий корпус.

Конструкция и форма проточной части газоподводящего корпуса турбины зависят, прежде всего, от компоновки турбокомпрессора на двигателе, системы наддува и количества каналов выпуска газа, а также от типа турбокомпрессора. Для обеспечения высоких КПД целесообразно применять осевой подвод газа в турбокомпрессор с осевой турбиной и спиральный в радиально-поршневую турбину. Это позволяет использовать кинетическую энергию газа на входе в турбину, которая составляет 10 % и более от располагаемой работы в турбине. В ряде случаев выполняется боковой подвод газа к осевой турбине, имеющей один ввод. Боковой подвод имеет форму улитки.

Как показали результаты испытаний, потери энергии в корпусе турбины зависят от диффузорности каналов, их кривизны и длины. Поэтому желательно, чтобы площадь на входе в сопловой аппарат была не больше суммарной площади газоподводящих каналов на входе в корпус турбины, а средняя линия канала имела бы минимальную кривизну. В этом случае кинетическая энергия газа на входе в турбину может быть использована с минимальными потерями, но при этом иногда приходится применять конический сопловой аппарат, т.е. расширяющийся в меридиональной плоскости. Площадь канала на входе в корпус турбины обычно делают примерно равной площади подводящего газ канала выпускной трубы или несколько больше.

Падение давления во входном патрубке зависит от коэффициента сопротивления , скорости и плотности газа на входе в турбину и определяется по уравнению:

 (4.1)

Оценка совершенства газоподводящего патрубка и величины коэффициента сопротивления производится опытным путем.

Коэффициент сопротивления входного патрубка обычно невысокий и при расчёте турбины потери энергии в нем можно не учитывать. Однако, организация потока на входе в турбину, а именно, окружная и радиальная неравномерности, степень турбулентности могут существенно увеличить потери энергии в сопловом аппарате и снизить КПД турбинной ступени.