Рабочее колесо центробежного компрессора Советский патент 1978 года по МПК F04D29/28 

Изобретение относится к компреесоростроеншс Известные рабочие колеса центробежных компрессоров с лопаточными аппаратами различньрс типов. Наиболее широкое применение имеют колеса с лопатками, расположенныш в радиальной тасти колеса, поверхность которых цилиндрическая 1 , Недостатком таких колес является низкая эффективность при расчете их на коэффициенты расхода более 0,08-0,09. . Наиболее близким к изобретению но техническому решению является рабочее колесо центробеж ного компрессора, содержащее несущий даек и раоположенные на нем лопатки, входные кромки кото рьк размещены в осевой части колеса, а средние поверхности образованы прямолинейными образующими, лежащими в плоскостях, нернендикулярных KJCpeднeй линии меридионального сечения канала колеса 2. Недостатком этого колеса является мапый КПД вследствие значительных гидравлических потерь в тракте. Целью изобретения Является повышение КПД рабочего колеса. Это достигается тем, что образ тощие наклонены к плоскостям меридионального сечения ва угол вьшоЛне1шый шшейно уметшаюшрмся от максимального значеЮгя у входной кромки до нулевого у выходной, а касательная к лгопш пересечения средней поверхности лопатки и средней осесимметрнчной поверхности тока образует с окружным направлением угол, постоянный и равньй углу входа на участке от входной кромки до 0,3-0,4 длины лопатки, и далее изменяющийся по квадратичной параболе. На фиг. 1 представлено рабочее колесо центробежного компрессора, продольный разрез; на фиг.2-сечение А-А фиг 1; на фиг. 3 - вид Б фиг. 1 (колесо со снятым покрьтньш1 диском). Рабочее колесо центробежного компрессора содержит несущий диск 1 и расположенные на нем лопатки 2, входные кромки 3 которых размещены в осевой части колеса, а средние поверхности 4 о&разованы прямолинейными образующими 5, лежащими в плоскостях, перпендикулярных к средней линии 6 меридаонального сечения канала 7 колеса. Образующие 5 наклонены к плоскостям меридионального сечения на угол X, вьшолненный линейно уменьшающийся от максимального значения у входной кромки 3 до нулевого у выходной 8, по следующей зависимости -(-г) где X j - угол наклона входной дсромки к меридиональной плоскости, определяемый по формулеV Ж D. где (Зд - входной yron лооаткя, на средней noBepxiiocTH тока; - производная; относительный диаметр окружност на которой расположены входные кромки лопаток на средней поверхности тока; S SO/D-- огаосительная длина средней линии тока в меридиальном сече1шн канала; S длина средней липни тока в меридиональной илоскоств; rtjf относительная меридиональная соста ляющая скорости потока на входе в межлопато щы канал; NA/frt,- меридиональная озставляющая скорости потока иа входе в межлопзгочньш канал. Касательно линия 9 к линии пересечершя сред ней Поверхности 4 лопатки 2 и средней осесиммет ричной поверхности тока образует с окружным направлешюм угол д постоянный и равный углу входа |3д. на учасТ1се от входной кромки 3 до 0,3- 0,4 длины лопатки 2, а далее изменяюицшся по квадратичной параболе, т.е. на участке: S / 5- 0-0,4 угол лопатки |3д равен входному углу лопатки д,. № у гастке , 0,4-1,0 т.е. до наружного диаметра колеса Dj угол лопатки изменяется по квaдpaт raнoй параболе: Qsi .A.( ; A., . . где jSjj- текущее значение угла лопатки; А,В,С- постоянные коэффициенты, опреде ляемые значениями углов в шчале и в конце параболы и отсутствием излома средней линии лопатки в точке , 0,4. При работе центробежного компрессора повышенный КПД и способность экономично работать при повьпиенных расходах достигается указанной формой вьшолнения лопатки, так как последняя влияет на распределение I меридиональных скоростей, таким образом, что они практически постоянны вдоль нормалей. Такое вьшолнение лопатки устраняет опасность отрыва на вьшуклой стенке меридионального канала при повороте потока из осевого направления в радиальное. При этом скорость движения газа вдоль задней поверхности лопаток остается постоянной или плавно изменяется, а значение числа Маха в любой точке у.сазанной поверхности лопаюк не превышает значения числа Маха по этой поверхности у входа в межлопаточный канал. Формула изобретения Рабочее колесо центробежного компрессора, содержащее несзоций диск и расположенные на нем лопатки, входные кромки которых размещены в осевой части колеса, а средние новерхности образованы прямолинейными образующими, лежащими в плоскостях, перпендикулярных к средней линии меридионального сечения канала колеса, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД, образующие наклонены к плоскостям меридионального сече1аш на угол, вьшолне шьш линейно уменьшающимся от максимального значения у входной кромки до нулевого у выходной, а касательная к линии пересечения средней ооверхности лопатки и средней осесимметричной поверхности тока образует с окружным направлегшем угол, постоянный и равный углу входа на участке от входной кромки до 0,3-0,4 длины лопатки, и далее изменяющийся по квадратичной параболе. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Рис В. Ф. Центробежные компрессорные машины, Маш1ИЗ,М-Л., 1964, С.45. 2.Кузьмин Г. А. Конструкция авиационных двигателей. Оборонгиз, 1962, фиг. 3, 6,3.73.103.11

Г

Bus б