Безлопаточный аппарат промежуточной ступени центробежного нагнетателя

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в центробежных компрессорных машинах для повышения КПД промежуточной ступени центробежного нагнетателя. Безлопаточный аппарат промежуточной ступени включает в себя рабочее колесо, указанный аппарат и обратный направляющий аппарат. Безлопаточный аппарат выполнен с вращающимся (при относительной радиальной протяженности ), расширяющимся диффузорами и кольцевым поворотным каналом. С цель увеличения КПД ступени аппарат выполняется с последовательно изменяющейся шириной канала от ширины b₂ по концам лопаток рабочего колеса до граничной ширины вращающегося диффузора b₃ = 0,9 - 0,95 b₂, выходной ширины расширяющегося диффузора b₄ = 1,4 - 1,45 b₂, ширины кольцевого канала при повороте потока на 90^o из радиального направления в осевое b₅ = 1,65 - 1,7 b₂ и ширины канала на входе в обратный направляющий аппарат b₆ = 1,1 - 1,15 b₂. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в центробежных компрессорных машинах.

Известны безлопаточные аппараты промежуточной ступени центробежных нагнетателей с параллельно расположенными стенками безлопаточных диффузоров, следующих за рабочим колесом, и эквидистантно расположенными стенками каналов за безлопаточными диффузорами, поворачивающих поток на 180^o перед входом его в обратный лопаточный аппарат (В.Ф.Рис "Центробежные компрессорные машины", Машиностроение, 1981, стр. 156.) Известны вращающиеся диффузоры, образованные продолжением ведущего и покрывающего дисков рабочего колеса (Ю.И. Журавлев, Б.С. Ревзин "Результаты испытаний вращающихся диффузоров центробежных нагнетателей". Энергомашиностроение, 1971, N 9, с.41-42, позволяющие более эффективно преобразовывать скоростную энергию на начальном участке диффузора.

Известны безлопаточные диффузоры, расширяющиеся в меридиональной плоскости по всей своей длине, начиная от входного участка, позволяющие получить выигрыш по напору и КПД в области основных и повышенных расходов (А.с. 323570 СССР, МКИ F 04 D 29/44 "Выходное устройство центробежного компрессора").

Известны кольцевые каналы с поворотом потока на 180^o с шириной канала на входе, большей ширины канала на выходе при одновременном еще большем увеличении ширины канала на участке поворота потока на 90^o по сравнению с шириной на выходе из колена, позволяющие получить минимальные потери полного давления, отнесенные к скоростному напору на входе в канал (М.Е. Дейч "Техническая газодинамика. Госэнергоиздат, 1961, стр. 301, 302, 304).

Недостатком безлопаточных аппаратов промежуточной ступени центробежных нагнетателей с эквидистантно расположенными стенками канала являются увеличенные потери по сравнению с безлопаточными аппаратами концевых ступеней, состоящими из безлопаточного диффузора и боковой сборной камеры, при снижении КПД ступени на 0,5-1%.

Аппараты с вращающимися диффузорами и неподвижными, расширяющимися по всей длине, имеющими радиальную протяженность и , где D₂, D₃ и D₄ - диаметры по концам лопаток и окончанию вращающегося и расширяющегося диффузоров, позволяют повысить эффективность работы ступени только на участке, ограниченном безлопаточным диффузором.

Задачей изобретения является повышение КПД промежуточной ступени центробежного нагнетателя.

Указанный технический результат достигается тем, что безлопаточный аппарат промежуточной ступени центробежного нагнетателя с вращающимся , расширяющимся диффузорами и кольцевым поворотным каналом выполняется с последовательно изменяющейся шириной канала от ширины b₂ по концам лопаток рабочего колеса до граничной ширины вращающегося диффузора b₃ = 0,9-0,95 b₂, выходной ширины расширяющегося диффузора b₄ = 1,4-1,45 b₂, ширины кольцевого канала при повороте потока на 90^o из радиального направления в осевое b₅ = 1,65-1,70 b₂, и ширины канала на входе в обратный направляющий аппарат b₆ = 1,10-1,15 b₂.

На чертеже представлено меридиональное сечение промежуточной ступени центробежного нагнетателя предложенной конструкции.

Предлагаемая ступень содержит рабочее колесо 1, вращающийся диффузор 2, расширяющийся диффузор 3, кольцевой поворотный участок 4, обратный направляющий аппарат 5.

На приведенном чертеже показаны ширины соответствующих участков безлопаточного аппарата ступени.

При работе ступени газ поступает в рабочее колесо 1, безлопаточный аппарат с его последовательно включенными участками 2, 3, 4 и далее в обратный направляющий аппарат 5.

Указанная конструкция безлопаточного аппарата позволяет повысить эффективность работы промежуточной ступени и приблизить ее КПД к КПД ступени концевого типа.

Формула изобретения

Безлопаточный аппарат промежуточной ступени центробежного нагнетателя с вращающимися (при относительной радиальной протяженности ), расширяющимся диффузорами и кольцевым поворотным каналом, отличающийся тем, что выполняется с последовательно изменяющейся шириной канала от ширины b₂ по концам лопаток рабочего колеса до граничной ширины вращающегося диффузора b₃ = 0,9 - 0,95 b₂, выходной ширины расширяющегося диффузора b₄ 1,4 - 1,45 b₂, ширины кольцевого канала при повороте потока на 90^o из радиального направления в осевое b₅ = 1,65 - 1,75 b₂ и ширины канала на входе в обратный направляющий аппарат b₆ = 1,1 - 1,15 b₂.

РИСУНКИ

Рисунок 1