Лопаточный диффузор центробежной турбомашины

 

Изобретение относится к энергетическим турбомашинам и может использоваться в центробежных компрессорах, нагнетателях, вентиляторах и насосах. Целью изобретения является уменьшение потерь напора за счет оптимизации средних углов раскрытия межлопаточных каналов. Цель достигается тем, что в диффузоре, в котором внутренние поверхности торцовых стенок расходятся под углом у, изменяющимся по радиусу, значения угла у расположения внутренних поверхностей°торцовых стенок определяются из предложенной зависимости . 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕских

РЕСПУБЛИК (! 9) ((! ) (я)5 . F 04 D 29/44

ГОСУ(АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТ (21) 4877289/06

{22) 24.10,90 (46) 30.07.92. Бюл. N. 28 (71) Ленинградский политехнический институт им, M,È, Калинина (72) Л,К, Чернявский (56) Седач В.С., Леховицер M.À., Чайка С.Е.

Лопаточный диффузор с расширением каналов в двух плоскостях. — Технология и организация производства, 1975, М 2, с, 51 — 53.

Патент США

N 3150823, кл. Г 04 D 29/44, опублик. 1964. (54) ЛОПАТОЧН6!Й ДИФФУЗОР ЦЕНТРОБЕЖНОЙ ТУРБОМАШИНЫ

Изобретение относится к энергетическим турбомашинам и может использоваться в центробежных компрессорах, нагнетателях, вентиляторах и насосах.

Известны лопаточные диффузоры цент- робежных турбомашин, имеющие постоянный по радиусу угол расположения друг к другу внутренних поверхностей торцовых стенок.

Недостаток таких лопаточных диффузоров заключается в больших потерях напора.

Известен также лопаточный диффузор, угол расположения внутренних поверхно.стей торцовых стенок которого изменяется по радиусу, Известный лопаточный диффузор центробежной турбомашины содержит две торцовые стенки и расположенные между ними лопатки. При этом потери напора меньше, чем при постоянном угле расположения внутренних поверхностей торцовых стенок. (57) Изобретение относится к энергетическим турбомашинам и может использоваться в центробежных компрессорах, нагнетателях, вентиляторах и насосах, Целью изобретения является уменьшение потерь напора за счет оптимизации средних углов раскрытия межлопаточных каналов.

Цель достигается тем, что в диффуэоре, в котором внутренние поверхности торцовых стенок расходятся под углом у изменяющимся по радиусу, значЕния угла 1 располо«О жения внутренних поверхностей торцовых стенок определяются из предложенной зависимости. 4 ил, Недостатком известного лопаточного диффузора является то, что потери напора в нем все же значительны из=за неоптимальности местных значений угла расхождения внутренних поверхностей торцовых стенок.

Цель изобретения — уменьшение потерь напора, На фиг. 1 изображен лопаточный диффуэор центробежной турбомашины, мери- . диональный разрез; на фиг, 2 — радиальный разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез В-В на фиг. 2, Лопаточный диффузор содержит две торцовые стенки 1 и 2 и лопатки 3. Лопатки

3 расположены между стенками 1 и 2 и образуют межлопатбчные каналы 4. Внутренние поверхности 5 и 6 торцовых стенок 1 и

2 расходятся под углом у, изменяющимся по радиусу R.

Текущие значения угла у определяются зависимостью

i 751431 у = arctg x

b+ b tg 1,5 — 3 — Ы2 а1 22 а sin /3< где д1 — текущий угол раскрытия межлопаточного канала 4 в радиальной плоскости; ф1 — текущий угол между средней линией О-О межлопаточного канала 4 в радиальной плоскости и касательной С-С х окружности; а-текущая ширина межлопаточного канала 4 в радиальной плоскости,.

Ь вЂ” текущее расстояние между внутренними поверхностями 5 и 6 торцовых стенок

1 и 2.

Диффузор работает следующим образом.

Рабочая среда, направляемая лопатками 3 и внутренними поверхностями 5 и 6 торцовых стенок 1 и 2, движется по межло-, паточным каналам 4 диффузора в направлении продольных координат У межлопаточных каналов 4, При этом вследствие диффузорности каналов 4 скорость рабочей среды по мере движения ее по диффуз;ру уменьшается, а давление в соответствии с законом Бернулли увеличивается.

Движение рабочей среды по каналам 4 сопровождается потеоями напора иэ-эа трения о лопатки 3 и поверхности 5 и 6 торцовых стенок 1 и 2, а также из-за вихреобразования.

Благодаря тому, что значения угла у удовлетворяют указанной зависимости, потери напора в межлопаточных каналах 4 .и, следовательно, в диффуэоре минимальны. Это объясняется следующим.

Межлопаточные каналы лопаточного диффузора представляют собой прямые или, как это изображено на фиг 2, слабоизогнутые диффузоры. Потери напора в таких диффузорах при прочих равных условиях (одинаковых отношениях площадей выходного и входного сечений и, числа

Рейнольдса Re, форме сечения и т.д,) зависят в значительной степени от угла раскры5 тия.

Укаэанная зависимость обеспечивает оптимальные текущие значения угла раскры3ил o межлопаточных каналов, под K0" торыми понимается средняя величина

16 между а> и а, определяемая по формуле а =2агс ц — dF/dX, 1

Ы где F u U т екущие значения соответственно площади и периметра сечения межлопаточ15 ного канала.

Формула изобретения

Лс1патбчный диффузор центрооежной турбомашины, содержаший торцовые стенки и расположенные между ними с образо20 вачием межлопаточнь1х каналов лопатки, при-,:ем внутренние поверхности стенок расходятся в меридиональном сечении под углом, изменяющимся по радиусу, о т л ич а е шийся тем, что, с целью уменьшения потерь напора, угол p расположения внутренних поверхностей стенок определяется из следующей зависимости;

У = (а+ Ь rg 1.5 — 3 — b щ (а1ГЛ а э!пр1 где Q> — текущ1ий угол раскрытия межлопаточного канала в радиальной плоскости;

3> — текущий угол между средней линией межлопаточного канала в радиальной плоскости и касательной к окружности; а — текущая ширина межлопаточного канала в радиальной плоскости;

4Π— текущее расстояние между внутренними поверхностями торцовых стенок.

1751431

1751431

Составитель Т. Мазо

Техред М.Моргентал

Редактор А, Огар

Корректор Т. Палий

Заказ 2676 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент, r. Ужгород, ул.Гагарина, 101