Файл: Агрегаты воздухоснабжения комбинированных двигателей внутреннего сгорания..pdf

лопаточного канала (рис. 52); Ьаср — средняя высота канала в горловине диффузора.

При движении газа в безлопаточной части диффузора теплообмен с окружающей средой обычно невелик, поэтому им

Рис. 52. Схема лопаточного диффузора центробежного компрессора

88

— функция, зависящая от режима работы и потерь энергии в рабочем колесе;

к. п. д. колеса, дисковых потерь и коэффициента циркуляции ц. Анализ влияния на величину GmaxH различных факторов, учи­ тываемых уравнением (93), представляет интерес как для оценки диапазона работы компрессора по расходу воздуха, так и для определения сдвига характеристики компрессора при изменении какого-либо параметра.

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ПРОПУСКНУЮ СПОСОБНОСТЬ ЛОПАТОЧНОГО ДИФФУЗОРА

Для оценки влияния потерь энергии и режима работы на пропускную способность диффузора введем понятие теорети­ ческой удельной пропускной способности единицы площади минимального сечения каналов диффузора некоторого идеаль­ ного компрессора. Предположим, что движение газа в элемен­ тах компрессора происходит без потерь, а число лопаток его колеса бесконечно велико (поэтому ц = 1,0). Тогда удельная пропускная способность диффузора будет максимально возмож­ ной и определится по формуле,вытекающей из уравнения (93):

Из этих соотношений следует, что теоретическая пропускная способность диффузора резко увеличивается с ростом окруж­

снижение максимального теоретического расхода через диффу­ зор достигает приблизительно 14%.

Для оценки влияния потерь энергии в элементах компрес­ сора и режима его работы сопоставим величину максимального расхода через диффузор в реальном компрессоре с теоретиче­ ской пропускной способностью диффузора при отсутствии

89

или для воздуха

(3 + ц ^ 2н*д2)

Ф =

(3 + игУ3(3 +

Влияние режима работы и потерь в колесе на величину Gmax можно установить, исследовав изменение функции Ф. На рис. 53 видно, что величина Ф при различных ф2 и ы2 с увеличением

т)ад2 возрастает практически по линейному закону и тем интенсивнее, чем больше коэффициент ф2 напора и окружная

скорость и2 колеса. Поэтому чем меньше падение к. п. д. и ко­ эффициента напора колеса с увеличением расхода, тем более широкого диапазона работы компрессора следует ожидать.

Влияние изменения к. п. д. колеса с увеличением расхода показано на рис. 54. Для сравнения было принято колесо с по­ стоянным к. п. д., равным 0,90, и компрессор с диапазоном работы по расходу 40%. При других законах изменения к. п. д. колеса с увеличением расхода до максимального граница пом­ пажа принята неизменной, так как параметры компрессора и к. п. д. колеса при минимальном расходе те же самые, что и в исходном варианте. Потери в других элементах компрессора одинаковы во всех вариантах расчета, который был выполнен

для значений ф>2 = 0,90, ы2 = 1,0 и 1,4.

Уменьшение к. п. д. колеса от 0,90 до 0,80 при увеличении расхода от минимального до максимального приводит к суже­

нию диапазона работы до 22% при значении «2 = 1,4. Следова­ тельно, для расширения диапазона работы компрессора необ­ ходимо расчетную точку по расходу выбирать левее максималь­ ных значений к. п. д. колеса.

Коэффициент напора ф2 зависит от коэффициента циркуля­

уменьшение р составляет 2—3% [15]. Уменьшение р с увеличени­ ем расхода способствует уменьшению максимального расхода лопаточного диффузора.

90

Следует подчеркнуть, что увеличение абсолютной величины коэффициента ц, например, вследствие увеличения числа лопа­ ток колеса может не дать необходимого эффекта по увеличению диапазона работы компрессора. Это объясняется тем, что одно­ временно с увеличением максимального расхода через лопа­ точный диффузор будет увеличиваться плотность газа и, следо­ вательно, углы атаки при входе потока на лопатки диффузора при минимальных значениях расхода. Поэтому следует ожидать

Увеличение коэффициента дисковых потерь а/ способствует увеличению коэффициента напора фг, но одновременно вызывает

(94)

1+ т п 2^ + а / - ' Л )

где Gmax — максимальный расход через лопаточный диффузор при отсутствии потерь на трение диска.

91