Диффузор центробежного компрессора

 

Использование: в компрессоростроении, центробежных компрессорах газотурбинных двигателей. Сущность изобретения: поверхности корыта 4 и спинки 5 лопаток 3 в области входной кромки 6 имеют образующие в виде прямых линий. Образующие поверхности корыта 4 и спинки 5 из прямых линий плавно переходят в кривые порядка не менее второго в области выходной кромки 7. Выпуклости образующих обращены друг к другу. 1 ил.

Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано в диффузорах центробежных компрессоров газотурбинных двигателей.

Известен радиальный лопаточный диффузор центробежного компрессора, содержащий лопатки, поверхности корыта и спинки которых в области входной кромки имеют образующие в виде прямых линий [1].

Рабочий диапазон компрессора с таким диффузором шире, чем с трубчатым диффузором. Однако существенным недостатком лопаточного диффузора являются высокие гидравлические потери, основную долю которых составляют вторичные потери в угловых участках лопаточных каналов.

Известен диффузор центробежного компрессора, содержащий лопатки, поверхности корыта и спинки которых в области выходных кромок имеют образующие в виде кривых не менее второго порядка, обращенных выпуклостями друг к другу, каждая лопатка имеет криволинейную входную кромку, и в области входной кромки образующие спинки и корыта криволинейные [2].

В этом диффузоре криволинейная входная кромка является инициатором образования вихря, который вызывает вторичные потери и, кроме того, криволинейная входная кромка приводит к повышению потерь на удар. Искривленная по высоте входная кромка, имеющая повышенную толщину в области периферии и корня, резко снижает рабочий диапазон лопаточного аппарата по углам атаки из-за возникновения больших пиков разрежения на нерасчетных углах атаки, приводящих к отрыву пограничного слоя и к росту не только вторичных, но и профильных потерь в лопаточном венце.

Целью изобретения является снижение гидравлических потерь в диффузоре без уменьшения рабочего диапазона компрессора.

Цель достигается тем, что диффузор центробежного компрессора содержит лопатки. Поверхности корыта и спинки лопаток в области входной кромки имеют образующие в виде прямых линий, а образующие поверхностей корыта и спинки плавно переходят в кривые порядка не менее второго в области выходной кромки, при этом выпуклости образующих корыта и спинки обращены друг к другу.

На чертеже изображен диффузор.

Диффузор содержит наружный 1 и внутренний 2 корпусы и лопатки 3. Поверхности корыта 4 и спинки 5 лопаток 3 в области входной кромки 6 имеют образующие в виде прямых линий. Образующие поверхности корыта 4 и спинки 5 из прямых линий плавно переходят в кривые порядка не менее второго в области выходной кромки 7. Выпуклости образующих обращены друг к другу.

Диффузор работает следующим образом.

Сжатый воздух из-за колеса центробежной ступени проходит безлопаточный диффузор, несколько снижает свою скорость и входит в диффузор, имеющий четырехугольное входное сечение межлопаточных каналов, которое плавно переходит в овальное сечение на выходе из диффузора. При применяемых в ГТД диффузорах со степенью диффузорности n = F₂/F₁ 1,9...2,2 и эквивалентным углом раскрытия диффузора _э =4...8^о, величина коэффициента гидравлического сопротивления при прохождении воздуха по каналу, меняющему свое сечение с прямоугольного на круглое или овальное примерно в 1,5 раза ниже, чем при полностью прямоугольном сечении.

Формула изобретения

ДИФФУЗОР ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА, содержащий лопатки, поверхности корыта и спинки которых в области выходных кромок имеют образующие в виде кривых не менее второго порядка, обращенных выпуклостями одна к другой, отличающийся тем, что каждая лопатка имеет прямолинейную входную кромку, а в области входных кромок поверхности корыта и спинки имеют прямолинейные образующие, плавно сопряженные с криволинейными образующими выходных кромок.

РИСУНКИ

Рисунок 1