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

при z3 = idem оказывается таким же, как влияние густоты ре­ шетки. При а3 > а3л увеличение кя. л вызывает уменьшение ко­ эффициента потерь и возрастание коэффициента восстановления. При увеличении кл.л коэффициент диффузорности кд возрастает.

При ос3 < а#л с возрастанием кд. л потери в диффузоре растут. При постоянной величине /сд. л (рис. 4.12) увеличение густоты вызывает некоторое уменьшение минимальной величины £3_4, тогда как возрастание густоты с одновременным снижением кд. л не сопровождается снижением минимальных потерь в диффузоре. При неизменной густоте различия в характеристиках диффузора,

зависят от кд. л, но коэффициенты диффузорности кд и восстанов­ ления | 3_4 при увеличении кд. л также увеличиваются. Увеличе­ ние кд. л от 1,6 до 2,2 позволило увеличить к. п. д. ступени в зоне его оптимума на 1—2% за счет снижения уровня скоростей перед выходным устройством и вызванного этим уменьшения относи­

горла межлопаточного канала. Если лопаточные диффузоры от­ личаются друг от друга только относительной толщиной лопаток, то формально густота решетки, определенная по формуле типа (2.79), остается неизменной. Применительно к решетке лопаточ­ ного диффузора формула, определяющая густоту, может быть записана в виде

Во всех рассуждениях, приведенных выше, под густотой ре­ шетки подразумевалась величина, определенная по формуле (4.11), которая получается в результате отображения круговой решетки, образованной отрезками логарифмических спиралей, на прямую решетку пластин. Эта формула позволяет подсчитать не густоту решетки, образованной телесными профилями, а гу­ стоту решетки из хорд этих профилей. Чем больше относительное загромождение канала в круговой решетке, тем большую относи­ тельную толщину имеет профиль в прямой решетке, получаемой конформным отображением круговой решетки на прямую с по­ мощью формул (2.18). Более толстые профили в прямой решетке соответствуют более густой решетке пластин, эквивалентной данной прямой решетке. Увеличение толщины профиля соответ­ ствует увеличению длины пластины при одном и том же шаге решеток пластин и профилей. Круговые решетки с одинаковой

138

решеткой хорд, но разной толщиной лопаток имею4 различную густоту эквивалентных им решеток пластин. В связи с этим уве­ личение относительной толщины профиля лопатки в круговой решетке должно так же влиять на газодинамические характери­ стики решетки, как увеличение их густотых.

Экспериментальные данные, полученные при исследовании лопаточных диффузоров с относительной толщиной лопаток 3, 5 и 7%, качественно подтверж­ дают этот вывод (рис. 4.14).

Минимальное значение t 3_4 при увеличении относительной тол­ щины диффузорной лопатки несколько увеличивается, а

| 3_4—уменьшается. При малых углах а3, т. е. больших положи­

тельных углах атаки і3, потери в диффузоре с более толстыми лопатками несколько меньше, чем при тонких лопатках. Не­ большая, на первый взгляд, раз­ ница в характеристиках диф­

сторону больших фг2. Толстые лопатки менее чувствительны к боль­ шим углам атаки. Срывная зона в канале диффузора при положи­ тельных углах атаки около толстых лопаток возникает позднее,

при больших углах і3. Так как возникновение срывной зоны спо­ собствует развитию колебательных процессов в проточной части, более позднее ее появление приводит к более позднему возникно­ вению помпажных явлений, регистрируемых манометрами, уста­ новленными на всасывающем и нагнетательном трубопроводах, и сдвигу границы устойчивой работы в область меньших расхо­ дов. Максимальное значение к. п. д. ступени с тонкими диффузор­ ными лопатками несколько выше, чем при более толстых.

1 Оценка густоты решеткидиффузора по формуле (4.11) является лишь приближенной, однако определение густоты эквивалентной решетки пластин ведет к усложнениям расчета, что оказывается практически мало целесообраз­ ным. При сравнении между собой решеток из тонких слабоизогнутых профилей, характерных для лопаточных диффузоров ц. к. м ., использование формулы (4.11) в большинстве случаев оказывается вполне достаточным.

139

Одним из распространенных конструктивных решений лопа­ точного диффузора является крепление лопатки к боковым стен­ кам болтом и штифтом (или двумя болтами), пропущенными через лопатку на расстоянии примерно четверти ее длины от начала и конца. При такой конструкции лопатки без особых трудностей могут устанавливаться в различные положения за счет их разворота вокруг оси, расположенной ближе к носику. Поворот диффузорных лопаток позволяет изменять газодинамические характеристики ма­ шин— смещать зону устойчивой работы в сторону меньших срг2.

Поворот лопаток в сторону увеличения угла а 3л, как правило, незначительно смещает характеристики ступени в сторону боль­

При расположении оси поворота на некотором удалении от носика лопатки перестановка диффузорных лопаток вызывает изменение не только углов сс3л и а4л, но и относительных диаметров

D 3 и Z?4. Густота диффузорнойрешетки, подсчитанная по фор­ муле (4.11), при этом изменяется незначительно, а величина кд. л при уменьшении а 3л несколько уменьшается. Отметим, что при постоянной густоте решетки диффузора и неизменных значениях

при повороте лопаток оказывает изменение угла а 3, соответству­

ющего нулевому углу атаки і3. Газодинамические характеристики диффузора при различных положениях его лопаток приведены

на рис. 4.16. На рис. 4.16, а показаны зависимости £3_4 и і 3_4 от а 3 при трех значениях а 3л.

140

Увеличение а 3л за счет поворота лопаток относительно оси их закрепления несколько снижает минимальное значение £3_4 и увеличивает соответствующее значение | 3_4. При малых углах а 3

потери в диффузоре после увеличения а 3л возрастают, а f 3_4 — уменьшается. Уменьшение угла а 3л на некоторую величину Дос3л всегда более заметно влияет на характеристики диффузора, чем увеличение а 3л на такой же угол Дсс3л. Изменение угла сс3л при

этом особенно резко сказывается на коэффициенте 13_4 в области больших значений сс3. Снижение | 3_4 в области больших углов а 3 при уменьшении а 3л происходит как за счет роста £3_4, так и в результате уменьшения /сд.

Рис. 4.16. Влияние поворота диффузорных лопаток на характеристики

Значительно меньше изменяются характеристики диффузора при повороте лопаток, если в качестве режимного параметра

выбран не угол потока а 3, а угол атаки і3 = а 3л — а 3 (рис. 4.16, б). В этом случае при малых по абсолютной величине уг­

лах із коэффициент потерь Сз_4 оказывается почти не зависящим от а 3л, однако при отрицательных углах атаки уменьшение а3л

к уменьшению горла межлопаточного канала, т. е. увеличению относительного загромождения сечения канала в круговой ре­ шетке лопатками. Поэтому после отображения круговой решетки на прямую с помощью формул (2.18), лопатки прямой решетки, соответствующей случаю меньших углов сс3л, оказываются более толстыми, а эквивалентная решетка пластин — более густой.

141