Безлопаточный диффузор центробежного компрессора Советский патент 1975 года по МПК F04D29/46 

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 щирины диффузора. Такое выполнение безлопаточного диффузора центробежного компрессора позволяет повысить к. п. д. в широком диапазоне коэффициентов расхода. Иа 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 сплощная 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, обраованный -передней 2, задней 3 стенками и разделительной подвижной диафрагмой 4. На режимах работы компрессора с малыми коэффициентами расхода диафра1гма занимает положение, обозначенное на фиг. 1 пунктирной линией. На режимах работы компрессора со средними и больщими коэффициентами расхода диафрагма вводится в диффузор и разделяет ширину диффузора 6з на две части Ьз и Ь. Это позволяет уменьшить потери в безлопаточном диффузоре на этих режимах. Коэффициент потерь безлопаточного диффузора может быть определен по формуле Н 0,147 + 0,0046 (12 - vj,(1) где Vm - угол раскрытия эквивалентного конического диффузора в градусах, определяемый по формуле Ь. 0,5 . tg - Sin а,, где 02 - узол между вектором скорости потока на входе в диффузор и окружным направлением. Как видно из формулы (2) при увеличении коэффициента расхода и, следовательно, угла Qa Vm увеличивается. Разделение ширины диффузора на две части приводит к уменьшению отношения -- каждой части и, следовательно, 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 0,809 + 60,, sin а, + + 4,2АГйз sina, - 12,62/С&з sin а,, (3) кКоэффициент потерь диффузора, разделенного диафрагмой, определяется выражением S 4--(-n.(4) где g и I - коэффициенты потерь частей диффузора, определяемые с помош,ью выражения (5). Взяв от выражения (4) производную -:::; 6,

и приравняв ее нулю, получают выражение для определ ения оптимального для каждого 0,2 значения Ьз

(40,5/С sJn «,63 - 6,) + 4 (6з)« +

+ (40,5/Г sinajfei - b,) 4bl

162/С81п а,бШ.

(5)

В таблице приведены значения коэффициента потерь |н, вычисленные по уравнению (4),

;

г,°

и оптимальных

вычисленные по уравнению 5.

Предмет изобретения

Безлопаточный диффузор центробежного компрессора с параллельными стенками, содержащий разделительную диафрагму аэродинамического 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 0,1-0,2 от ширины диффузора. Там же приведены значения коэффициента потерь g, вычисленные по формуле (3), для диффузора -без разделяющей диафрагмы. При расчетах приняты одинаковые условия для обоих видов диффузоров, а именно: ,08; « 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 больше номинального на 6-9%.

Ч