Файл: Ден Г.Н. Механика потока в центробежных компрессорах.pdf

Кд л sef 2,1-2,2 [45], при выполнении которого аіл «=* а3л +

+(12-т-15)°.

При указанных выше пределах изменения параметров на рас­

четном режиме удается обеспечить небольшое ускорение потока в о. н. а. промежуточной ступени и невысокий уровень скоростей перед выходным устройством — в концевой. Густота лопаточной

решетки диффузора Lit также несколько влияет на кд, определяе­ мый по формуле (4.9), так как от густоты зависит угол отставания

потока, а следовательно, и угол а4 при заданном значении а4л. Увеличение густоты приводит к неко­

Неравномерность полей скоростей перед и за лопаточным диф­ фузором приводит к тому, что действительное изменение кинети­

ческой энергии в диффузоре и значение кд могут быть меньшими, чем при однородном потоке перед_и за лопатками. На рис. 4.9

приведен пример зависимостей кд и кд от а3. Наименьшая разница между Кд и Кд получается приос3 = 0,5 (а3л + а4л), однако и при

этом Кд в 1,2 раза выше, чем кд. Отсюда следует, что при выходе из диффузора неоднородность потока и характеризующий ее коэф­ фициент Кі в рассматриваемом случае были больше, чем на входе. В некоторых случаях величина К4 получалась меньшей, чем К3,

тогда Кд был меньше кд.

На рис. 4.10 показаны газодинамические характеристики двух диффузоров (лопаточного и безлопаточного), имеющих одинаковые габаритные размеры, полученные в ступени с одним и тем же колесом. Зависимости, приведенные на рис. 4.10, показывают различия в свойствах двух типов диффузоров. Минимальные

значения £3_4 в обоих случаях одинаковы, но значения | 3_4 и кд

133

при этом различны. У безлопаточного диффузора кд не прево­ сходит 1,44, но и не снижается до 1,0. На расчетном режиме

работы лопаточного диффузора при а 3 я« сс3л величина кд = 1,61,

а максимальное значение кд = 3,1, но при а а>26° лопаточный диффузор имеет кд < 1, т. е. работает как конфузор.

Конструкция рабочего колеса сравнительно слабо влияет на

характеристики диффузора £,_4 (а3) и | 2_4 (а3), однако увеличе­ ние угла выхода лопаток ко­ леса ß2jI от 45 до 90° вследствие

потока за колесом всегда приводит к возрастанию коэффициента потерь диффузора. Типичные характеристики одного из диффу­ зоров, полученные при опытах с различными типами рабочих

колес (имевших одинаковые значения 62) приведены на рис. 4.11. Влияние ряда основных геометрических параметров лопаточ­ ного диффузора на газодинамические характеристики диффузора и ступени исследовано А. И. Тилевичем [16, 59]. Характеристики диффузоров подсчитывались по распределениям полных и стати­ ческих давлений перед и за одним из межлопаточных каналов по ширине канала и шагу лопаток. При этих опытах числа Мс3 не превышали 0,3—0,4. Основныб геометрические соотношения

изученных диффузоров приведены в табл. 2. Газодинамическиё характеристики лопаточного диффузора

концевой ступени при различной густоте решетки показаны на рис. 4.12. Изменение густоты производилось за счет изменения

134

Таблица 2

П р и м е ч а н и е . Средняя линия лопаток изогнута по дуге круга.

135

числа диффузорных лопаток г3. Густота решетки существенно влияет на потери энергии и преобразование кинетической энергии в потенциальную в лопаточном диффузоре. При малых углах

входа потока (а3 < а3л; г3 >> 0) уменьшение густоты приводит к возрастанию £3_4 и уменьшению | 3_4. При а3 < а3л разница

между углом выхода лопаток а4л и входным углом потока а3 оказывается наибольшей, поэтому для поворота потока на боль­

Следовательно, потери энергии в диффузоре при увеличении

гается в сторону меньших углов а3. Только при малой густоте

В работе [46] В. Ф. Рис, используя опытныеданные НЗЛ, показал, что минимум потерь в лопаточном диффузоре соответствует посто­ янному значению диффузорности косого среза канала диффузора

136

где а3 ■— диаметр окружности, вписанной в канал в наиболее узком его сечении — диаметр «горла» диффузорного канала.

Если определять угол а3 по формуле (4.4), то коэффициент потерь лопаточного диффузора минимален при кк.с 1,2.

Сдвиг газодинамических характеристик диффузоров в сторону больших углов а 3 при уменьшении густоты решетки, т. е. сдвиг

их в сторону больших величин <рг2, означает, что при уменьшении числа диффузорных лопаток z3 оптимальные значения к. п. д. ступени перемещаются также в область больших фг2. Увеличение

потерь в диффузоре в зоне малых углов а3, т. е. вблизи границы помпажа, вызывает перемещение точки максимума напора сту­ пени вправо, т. е. в сторону больших фг2.

Изменение коэффициента диффузорности межлопаточного ка­ нала может быть достигнуто за счет изменения угла выхода ло­ паток ос4л. При этом если число лопаток z3 остается неизменным, густота решетки уменьшается с увеличением а4л. Газодинами­ ческие характеристики лопаточных диффузоров с различной

137