Диффузор Советский патент 1961 года по МПК F01D25/30 F01D9/02 

Известные диффузоры с отверстиями, в которых применен отсос пограничного слоя для устранения отрыва потока от стенок, требуют установки специальных насосов, либо допускают утечку среды.

В отличие от известного, с целью предотвращения утечек среды и повышения надежности в работе, диффузор выполнен двухстенным с кольцевым каналом, используемым для осуществления рециркуляции пограничного слоя из зоны большего давления в зону меньшего давления.

На фиг. 1 изображен в разрезе предлагаемый диффузор и его сечение по Б-Б; на фиг. 2 - диффузор, имеющий щелевой отсос; на фиг. 3- диффузор, имеющий отсос через круглые отверстия; на фиг. 4 - диффузор, имеющий отсос через продолговатые отверстия: на фиг. 5 - диффузор с коллекторным отсосом.

В диффузорных каналах (диффузорах), выполненных с большим градиентом давления, возникают интенсивные срывные явления. Эти срывы пограничного слоя вызывают значительные потери энергии в диффузоре и приводят к большой неравномерности потока за диффузором.

Срывные явления в диффузорах отрицательно влияют на работу аппаратов, установленных за диффузором, резко увеличивая их гидравлическое сопротивление и ухудшая теплообмен за счет образования застойных зон, что ведет к уменьшению к.п.д. турбин.

Предлагаемый диффузор позволяет осуществить отсос пограничного слоя путем использования естественной разности давления по длине диффузора.

Статическое давление по направлению потока в диффузоре возра-. стает, поэтому в определенной части диффузора кинетической энергии потока недостаточно для «буксирования жидкости в пограничном слое и поток отрывается от стенки диффузора. Таким образом, при работ диффузора давление в сечении В-В значительно меньше, чем давление в сечении Г-Г. Указанная разность давлений и используется для отсоса и рециркуляции жидкости пограничного слоя.

№ 141488- 2 Для отсоса пограничного слоя в области предполагаемого отрыва (например, сечение Г-Г), а также в области наименьшего давления (например, сечение В-В), по периметру сечения диффузора выполняются щелевые каналы.

С целью уменьшенпя возмущения основного потока, щелевые каналы целесообразно изготовлять в соответствии с конфигурацией деталей Д и Е (фиг. 1). Щель в сечении Г-Г соединяется с щелью в сечении В-В каналом, с малым гидравлическим сопротивлением.

По этому каналу под действием естественной разности давлений в сечениях Г-Г и В-В жидкость пограничного слоя через щели в сечении Г-Г отсасывается в щель сечения В-В и смещивается с основным потоком.

Отсос пограничного слоя в сечении Г-Г устраняет отрыв пограничного слоя от стенки диффузора. Один из примеров применения внутренней стенки диффузора показан в сечении Б-В. В зависимости от условий работы и конструктивных особенностей, предлагаются следующие типы диффузоров.

При стационарных режимах работы аппаратов, в случае значительной длины диффузоров целесообразно применение многоступенчатого щелевого отсоса с поперечными щелями (фиг. 2), используя для этого общий канал рециркуляции.

При стационарных и переменных режимах работы возможно выполнение отсоса через ряд отверстий соответствующего диаметра (фиг. 3). Причем впуск жидкости во входном сечении диффузора, ограничивается так же, как и в первом варианте, т. е. через поперечную щель конфузорного типа.

При нестационарной работе диффузора следует применять отсос заторможенного потока через щели, расположенные вдоль оси канала (фиг. 4). Длина щелей определяется условиями перемещения точки отрыва пограничного слоя от стенок диффузора, в зависимости от условий работы аппарата.

Независи.мо от формы отсасывающих отверстий в от/тельных случаях, например, криволинейные диффузорные каналы, удобнее выполнять устройство для осуществления рециркуляции отсасываемой жидкости коллекторного типа (фиг. 5).

Описанргые диффузоры прощли лабораторные испытания, подтвердивщие их эффективность.

Предмет изобретения

Диффузор с отверстиями, в котором применен отсос пограничного слоя для устранения отрыва потока от стенок, отличающийся тем, что, с целью предотвращения утечек среды и повышения надежности в работе, он выполнен двухстенным с кольцевым каналом, используемым для осуществления рециркуляции пограничного слоя из зоны большего давления в зону меньшего давления.

l.DOaOOOOOOQOOOOqiJ

ltl

„OQOOBOOOOOOOOOi

.ooooooooooo

в

«Риг 5