Безлопаточный диффузор центробежного компрессора

 

ОП И А НИ"Е () 462 025

Союз Советскии

Социалистимеских

Республик

ИЗОЬРЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 16.07.73 (21) 1944196/24-6 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 28.02.75. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 26.08.75 (51) М. Кл. F 04с1 29/46

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изооретений и открытий (53) УДК 621.515(088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

А. Я. Шквар, А. А. Моря и H. П. Есин

Николаевский ордена Трудового Красного Знамени кораблестроительный институт им. адм. С. О. Макарова (54) БЕЗЛОПАТОЧНЫЙ ДИФФУЗОР ЦЕНТРОБЕ)КНОГО

КОМПPЕССОРА

Изобретение относится к области компрессоростроения.

Известны безлопаточные диффузоры центробежного компрессора с параллельными стенками, содержащие разделительную диафрагму аэродинамического профиля.

Предлагаемый безлопаточный диффузор отличается от известных тем, что в нем диафрагма выполнена, подвижной в направлении оси компрессора и имеет толщину, составляющую 0,1 — 0,2 от ширины диффузора, Такое выполнение безлопаточного диффузора центробежного компрессора позволяет повысить к. п. д. в широком диапазоне коэффициентов расхода.

На фиг. 1 изображен центробежный компрессор, продольное сечение; на фиг. 2 — разрез по А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — зависимость коэффициента потерь безлопаточного диффузора от угла входа потока в диффузор (где сплошная линия — коэффициент потерь диффузора с подвижной разделительной диафрагмой; пунктирная линия — коэффициент потерь диффузора с неподвижной разделительной диафрагмой; штрихпунктирная линия — коэффициент потерь обычного диффузора).

Центробежный компрессор содержит рабочее колесо 1 и безлопаточный диффузор, образованный,передней 2, задней 3 стенками и разделительной подвижной диафрагмой 4.

На режимах работы компрессора с малыми коэффициентами расхода диафрагма зани5 мает положение, обозначенное на фиг. 1 пунктирной линией. На режимах работы компрессора со средними и большими коэффициентами расхода диафрагма вводится в диффузор и разделяет ширину диффузора b3 на

10 две части Ь з и b 3.

Это позволяет уменьшить потери в безлопаточном диффузоре на этих режимах. Коэффициент потерь безлопаточного диффузора может быть определен по формуле ! = 0,147+ 0,0046 (12 — о,„), (1) где в — угол раскрытия эквивалентного конического диффузора в градусах, определяемый по формуле

"(::)" где u> — узол между вектором скорости по25 тока на входе в диффузор и окружным направлением.

Как видно из формулы (2) при увеличении коэффициента расхода и, следовательно, угла а2 о увеличивается. Разделение ширины диф30 фузора на две части приводит к уменьшению

462025

Оз отношения каждой части и, следователь з но, снижению эквивалентного угла раскрытия конического диффузора каждой части диффузора и приближению его к оптимальному.

Суммарные потери в таком диффузоре уменьшены.

С учетом формулы (2) может быть получена зависимость коэффициента потерь безлопаточного диффузора в виде

3 = 0,809+ 60,5КзЬз Sin а, +

+4,2КзЬз sin а, — 12,62КЬз з1па„(3) где

Коэффициент потерь диффузора, разделенного диафрагмой, определяется выражением

Г (=Г+ — (à — Г), (4) аз где и (" — коэффициенты потерь частей диффузора, определяемые с помощью выражения (5).

d3

Взяв от выражения (4) производную. з и приравняв ее .нулю, получают выражение для определения оптимального для каждого (хз значения Ь 3 (40,5К 81п* а Ьз — b,) + 4 (Ьз)*+

+ (40,5К*81п а Ьз — b,) 4Ьз =

= 162К*81п а,Ьз Ьз ° (5)

В таблице приведены значения коэффициента потерь („, вычисленные по уравнению (4), — з и оптимальных b =, вычисленные по з/2 уравнению 5.

35 40 45

30 аз, ГРаЛ

1 1

0,452 (1 з)опт

0,156 0,196 0,224

0.264 0,319 0,449

69,5 62,8 100

0,150

О,147

0,147

0,169

Л = и Х 1ОО. и; п

12,7

Там же приведены значения коэффициента потерь, вычисленные по формуле (3), для диффузор а без р азделяющей диафрагмы. При расчетах приняты одинаковые условия для обоих видов диффузоров, а именно: b3=0,08;

20 4 = 1,6. з

Предмет изобретения

Безлопаточный диффузор центробежного компрессора с параллельными стенками, содержащий р азделительную дна фр агму аэроди40 намического профиля, отличающийся тем, что, с целью повышения к. п. д. в широком диапазоне коэффициентов расхода, диафрагма выполнена подвижной в направлении оси компрессора и имеет толщину, составляющую

45 0,1 — 0,2 от ширины диффузора.

Из приведенного в таблице сопоставления и из фиг. 3 видно, что применение диффузоров с подвижной разделительной диафрагмой позволяет уменьшить потери в нем на 60 — 100% на режимах, по расходу больших .номинального. Это эквивалентно повышению к. п. д. центробежного компрессора,при расходах

30 больше номинального на 6 — 9%.

462025

А-А Риг 2

А Риг. 1

o,э

0,2

90 ос2, 2,0 7Р

ЛО Риг, 7

Заказ 1855/9 Изд. № 1343 Тираж 740 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Н. Алпатов

Редактор Е. Караулова Техред Т, Курилко Корректор О. Тюрина