Файл: Агрегаты воздухоснабжения комбинированных двигателей внутреннего сгорания..pdf

Проведем из центра 0 3 линию 0 30 Ср, перпендикулярную 0 3Е и являющуюся биссектрисой угла Ѳд. Тогда 0 30 ср будет пред­

ГВЫП ^вог .

При расчетах по формуле (65) необходимо задаваться рядом значений угла аср, который изменяется от аВх, соответ­ ствующего пересечению средней линии канала (дуги радиусом гср) с окружностью диаметром D3, и до аВЫх, соответствующего пересечению той же дуги с окружностью диаметром D4.

Результаты расчета по формуле (65) удобно выразить как функцию длины канала диффузора /:

^ = ^ср ( ®ср ® вх) •

Выражение для определения среднего радиуса гср легко получить, рассмотрев геометрические соотношения на рис. 36:

личных «ср, по формуле (66) определяем значения длины I. На рис. 37 в качестве примера приведены результаты расчета по

Постоянство угла уширения канала можно достигнуть при­ менением прямолинейных образующих. Величина угла выби­

66

соконапорных компрессорах, работающих обычно вблизи гра­ ницы помпажа, ширину канала bs следует выбирать близкой

кширине колеса Ь2.

Взаключение приведем значения коэффициента восстановле­ ния полного давления ад в функции расхода для компрессора ТК-34. Показанные на рис. 39 кривые ад = f(Gnp, и2пѵ) построе­ ны по результатам измерения полного давления на входе в диффузор и выходе из него с учетом неравномерности потока как по шагу лопаток, так и по ширине канала.

ВОЗДУШНАЯ УЛИТКА

Из диффузора центробежного компрессора воздух поступает в воздухосборник, выполняемый обычно в виде улитки с пере­ менной по углу разворота площадью поперечного сечения. Форма сечений каналов улиток может быть самая разнообраз­ ная — грушевидная, круглая, квадратная, симметричная и не­ симметричная, наклоненная в сторону всасывающего патрубка компрессора или в противоположную сторону.

Эксперименты показывают, что наибольший к. п. д. имеет ступень с несимметричной круглой улиткой [41].

При использовании улиток для дополнительного торможения выходящего из диффузора потока воздуха целесообразно при­ менять симметричные улитки грушевидного сечения [41]. При работе на нерасчетном режиме у таких улиток возникает не­ равномерное в окружном направлении поле давлений. Эго отно­ сится к работе компрессора с безлопаточным диффузором, так как при работе с лопаточным диффузором даже существенное отклонение режима от расчетного (по расходу) мало влияет на неравномерность потока, выходящего из диффузора.

Площадь поперечного сечения F0 улиток компрессоров в вы­ ходном сечении выбирают такой, чтобы скорость воздуха была

Внешний контур улитки часто проектируют так, чтобы ок­ ружная составляющая скорости воздуха в сечениях улитки из­ менялась с изменением г по закону

c j = C4 UA = const,

где c4u — окружная составляющая скорости на выходе из лопа­ точного диффузора.

Практически при проектировании улитки, зная площадь ее поперечного сечения на выходе, при построении контуров отдель­ ных сечений следят, чтобы переход от одного сечения к другому был достаточно плавным. Наружный же контур очерчивают не­ сколькими плавно сопрягающимися дугами окружностей.

На нерасчетном режиме работы компрессора улитка начина­ ет работать как расходный диффузор или конфузор в зависимо­ сти от того, больше или меньше объемный расход по сравнению с номинальным значением.

Рис. 40. Распределение давления вдоль улитки компрессора ТК-30:

На рис. 40 показано распределение давления вдоль наруж­ ного контура улитки компрессора ТК-30, спрофилированной по изложенной выше методике. При малых расходах воздуха и различных окружных скоростях колеса наблюдается хорошая равномерность давления вдоль контура улитки. При максималь­ ных расходах, когда запирается лопаточный диффузор, давление в улитке падает, что вызывает резкое увеличение скорости потока. В связи с этим снижается и коэффициент аул восстанов­ ления полного давления в улитке, как это показано на рис. 41. В то же время при различных окружных скоростях колеса и минимальных значениях расхода воздуха коэффициенты сгул различаются незначительно.

68

Г.И V\’ür.rtob РАСШИРЕНИЕ ДИАПАЗОНА РАБОТЫ

КОМПРЕССОРА

ДИАПАЗОН РАБОТЫ ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА

Диапазон работы компрессора по расходу воздуха при неизменной окружной скорости колеса характеризуется разно­ стью между максимальным и минимальным значениями расхода через компрессор, т. е. ДG = Gmах— GmmОбычно компрессор с точки зрения возможности его работы при различных значени­ ях расхода воздуха оценивается по относительной величине диапазона

работы компрессора по расходу воздуха. Его величина в значи­ тельной степени определяет возможность работы комбинирован­ ного двигателя по заданной характеристике.

Проблема расширения диапазона работы центробежного компрессора возникает в связи с созданием высокофорсирован­ ных комбинированных двигателей, в которых в связи с ростом давления наддува и увеличением окружной скорости колеса центробежного компрессора наблюдается сужение его диапазо­ на работы по расходу. Последнее ограничивает возможный диапазон изменения нагрузок двигателя и ухудшает его динами­ ческие характеристики.

элементов проточной части компрессора. Поэтому задача расши­ рения диапазона работы компрессора должна решаться как в направлении сдвига границы помпажа в область меньшего расхода, так и в направлении увеличения пропускной способно­ сти элементов компрессора.

Для характеристики работы компрессора большое значение имеет запас устойчивости компрессора по расходу, характери­ зующий удаленность линии совместной работы компрессора и потребителя воздуха от границы помпажа. Величина запаса устойчивости зависит от крутизны характеристики компрессора, снятой при неизменной окружной скорости колеса: при более крутой характеристике и одинаковой разнице между расходом

70