Малорасходная ступень центробежного компрессора Советский патент 1984 года по МПК F04D17/08 

Изобретение относится к компрессоростроению, в частности к малорасходным ступеням центробежных компрессоров. Известна малорасходная ступень центробежного компрессора, содержащая установленное по ходу потока рабочее колесо и безлонаточный диффузор с размеиденными в его стенках концентрично рабочему колесу кольцевыми камерами, сообщенными щелями с проточной частью диффузора 1. Недостатком этой ступени является необходимость дополнительных затрат энергии для сжатия и циркуляции отсасываемого газа. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является малорасходная ступень центробежного компрессора, содержащая рабочее колесо с основным и покрывным дисками, безлопаточный диффузор с боковыми стенками и примыкающие к ни.м кольцевые камеры, размещенные концентрично оси рабочего KOvieca, сообщенные с входо.м проточной части начального участка диффузора посредством щелей и связаннЕяе между собой при помощи обводных каналов 2. Однако в известной ступени - значитс.чьные потери из-за радиальной неравномерности ноля давлений за рабочим колесом. Целью изобретения является снижение аэродинамических потерь путем уменьшения радиальной неравномерности поля давлений за рабочим колесом. Указанная цель достигается тем, что в малорасходной ступени центробежного компрессора, содержащей рабочее колесо с основным и покрывным дисками, безлонаточный диффузор с боковыми стенками и примыкающие к ним кольцевые камеры, размещенные концентрично оси рабочего колеса, сообщенные с входом проточной части начального участка диффузора посредством щелей и связанные между собой при помощи обводных каналов, в стенках начального участка диффузора выполнены наклонные щели, ориентированные в направлении потока, причем щели и.меют переменный угол наклона, со стороны основного диска увеличивающийся, а со стороны покрывного уменьп:аюп ийся к выходу диффузора. Кроме того, боковые стенки диффузора выполнены из пористого материала. На чертеже изображена ступень центробежного ко.мпрессора. продольный разрез. Малорасходная ступень центробежного компрессора содержит рабочее колесо с основным диском 1 и покрывным диском 2, безлопаточпый дифсрузор 3 с боковыми стенками 4 и 5 и примыкающие к ним кольцевые камеры 6 и 7, размещенные концентрично оси рабочего колеса, сооби енные с входом 1 3 проточной части начального участка диффузора 3 посредством щелей 8 и У и связанные между собой при помощи обводных канаов 10. В стенках 4 и 5 начального участка иффузора 3 выполнены наклонные щели 11 и 12,ориенти1)ованные в направлении потока, причех щели И и 12 имеют переменный угол наклона, угол наклона « намей 11 со стороны основного диска 1 увеличиваюн ийся, а угол ft наклона щелей 12 со стороны покрыв1Ц)1Ч) диска 2 у.меньшающийся к выоду диффузора 3, Боковые стенки 4 и 5 ;{иффузора i5 могут быть вынолнены пористыми. При работе центробежного компрессора основное взаимодействие 1аза в кольцевых камерах 6 и 7 с потоком газа в диффузоре 3 происходит через демпфирующие щели 8 и 9, а через узкие концентричпо расположенные профилированные щели 11 и 12 в стенках 4 и 5 нроиеходит взаимодействие газа в ка.мерах 6 и 7 с 11О1раничным слоем на стенках 4 и 5 диффузо)а 3, поз 5оля10щес использовать эффект активного управлении пограничным слоем, посредством 1)дув;-1 и него газа с болыней энергией пз ко;П)(м. камер 6 и 7 или же отсоса части иограппчного слоя с входного участка безлоиа roniioro ди(р(рузора 3. Соединение ко.тьневы.х ) 6 и 7 между собой посредством обводных каналов 10 и выполнение в степках 4 и 5 рядов концентрично расно.юженных ирсифилированных нхелей 11 и 12. паг1равленн1)1х под разными углами к ос 10В1-:ому потоку газа 13 диффузоре 3 позволяет- устран(ть перекос радиальной составляюп ей скорости и выравнять ее в меридиальной плоскости. При этом ряды конпентричныл профилированных щелей 11 и 12 в сечениях сггенок 4 и 5, наиболее удалеиных к периферии ступени, выполняются под одинаковыми угла.ми к основному потоку в диффузоре. Апалогично происходит взаи.модействпе газа в ко.:|ьцевых камера.х 6 п 7 с основным IKJTOKOM газа в диффузоре 3 через пористые стенки 4 и 5 диффузора. На начальном участке безлонаточного диф|фузора 3 при больщем статическо.м давлении в кольп.ев1)1х камерах б и 7 происходит вдув газа через пористые стенки 4 и о в проточную часть диффузора 3. При увеличе1п-1И статическо1Ч) давления в диффузоре 3 в радиально.м направлении происходит отсос части пограничного слоя. Таким образом, за счет вдува -- отсоса повышается газодинамическая устойчивость безлопаточного диффузора 3 к возникновению отрывньгх течений в пристеннь Х слоях при смепденип точки отрыва потока в сторону выходного сечения диффузора 3 и одновременном увеличении напористости на энергетически оправданных режимах. К тому же установка кольцевых камер 6 и 7 достаточно больщого об1)ема нозволяет существенно сместить гранипу помпажа цент34

робежной ступени в сторону меньшнх рас-ный экономический эффект за счет устраходов газа.нения радиальной неравномерности поля

Следовательно, предл.агаемая конструк-рабочим колесом, за счет чего снижаются

ция малорасходкой ступени даст значитель-энергетическйе потери.

1071813

путем выравнивания эпюры скоростей за

МАЛОРАСХОДНАЯ СТУПЕНЬ ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА, содержащая рабочее колесо с основным и покрывным дисками, безлопаточный диффузор с боковыми стенками и примыкающие к ним кольцевые камеры, размещенные конfr X центрично оси рабочего колеса, сообщенные с входом проточной части начального участка диффузора посредством щелей и связанные между собой при помощи обводных каналов, отличающаяся тем, что, с целью снижения аэродинамических потерь путем уменьшения радиальной неравномерности поля давлений за рабочим колесом, в стенках начального участка диффузора .выполнены наклонные щели, ориентированные в направлении потока, причем щели имеют переменный угол наклона, со стороны основного диска увеличивающийся, а со стороны покрывного уменьшающийся к выходу диффузора. 2. Ступень по п. 1, отличающаяся тем, что боковые стенки диффузора выполнены из пористого материала. 00 s