Центробежные компрессоры и центростремительные турбины
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучение конструкции радиальных турбомашин - цетробежных компрессоров и центростремительных турбин, определение основных геометрических размеров рабочих колес и их соотношений.
В турбокомпрессорах агрегатов наддува дизелей чаще всего применяются радиальные турбомашины - центробежные компрессоры и центростремительные турбины.
Их конструкции имеют много общего. Они состоят из входных (выходных) устройств, рабочих колес, безлопаточного и лопаточного диффузоров (сопловых аппаратов) и улиток.
Рабочие колеса обоих типов турбомашин чаще всего выполняются полузакрытыми. Лопатки рабочего колеса образуют радиальные межлопаточные каналы, по которым движется воздух или газ.
Различия этих турбомашин заключены в следующем:
компрессор является потребителем механической энергии, турбина ее вырабатывает;
направление движения газа в компрессоре: от корневых сечений к периферийным, а в турбине - в противоположном направлении;
неподвижные элементы в компрессоре (направляющие аппараты и диффузор) служат для уменьшения скорости, кинетической энергии потока и увеличения давления и температуры (потенциальной энергии), а в сопловом аппарате турбины - наоборот.
К основным характеристикам рабочих колес относятся: наружный диаметр DH внутренний диаметр рабочего колеса - DBH , диаметр втулки - DBM , количество лопаток Z, ширина рабочего колеса - B.
Важными параметрами, характеризующими геометрию рабочего колеса, являются высоты рабочих лопаток на наружном lH и внутреннем lBH диаметрах, шаг лопаток tH , tBH , а также относительные размеры d BM =DBM /DH , d BH = DBH /DH , b=B/ DH.
Порядок выполнения работы
1. Выполнить эскизирование рабочего колеса центробежного компрессора и радиальной турбины с нанесением их основных размеров.
2. Рассчитать геометрические соотношения, характеризующие рабочие колеса.
3. Заполнить таблицу 1 и проанализировать полученные результаты.
Таблица 1
Параметр |
Рабочее колесо |
|||
Тип турбокомпрессора |
Тип турбокомпрессора |
|||
Компрессор |
Турбина |
Компрессор |
Турбина |
|
Число лопаток Z |
|
|
|
|
Наружный диаметр рабочего колеса DH, мм |
|
|
|
|
Внутренний диаметр рабочего колеса DBH, мм |
|
|
|
|
Диаметр втулки DBM, мм |
|
|
|
|
Осевая ширина рабочего колеса B, мм |
|
|
|
|
Шаг лопаток на наружном диаметре РК , tH= DH /z, мм |
|
|
|
|
Шаг лопаток на внутреннем диаметре РК, tBH = DBH /z, мм |
|
|
|
|
Длина лопатки на наружном диаметре РК L H, мм |
|
|
|
|
Длина лопатки на внутреннем Диаметре РК LBH , мм |
|
|
|
|
Относительная
высота лопатки
|
|
|
|
|
Относительная
высота лопатки
|
|
|
|
|
Относительный диаметр dBH = DBH / DH |
|
|
|
|
Втулочное отношение dBH =D BH/ DBX |
|
|
|
|
Относительная ширина РК b =B/ DH |
|
|
|
|
Контрольные вопросы
1. Каким образом происходит преобразование энергий в рабочем колесе центробежного компрессора?
2. Каким образом происходит преобразование энергий в рабочем колесе центростремительной турбины?
3. Какие типы рабочих колес применяют в радиальных турбомашинах агрегатов наддува?
4. Назовите основные геометрические параметры и их соотношения, характеризующие рабочие колеса компрессора и турбины. Проанализируйте их различия.
Лабораторная работа №2