Файл: Агрегаты воздухоснабжения комбинированных двигателей внутреннего сгорания..pdf

Выражение (94) подтверждает высказанное положение. Потери полного давления во входном устройстве компрес­

сора влияют на максимальный расход через лопаточный диффу­ зор так же, как на максимальный расход через рабочее колесо. При этом также основное влияние оказывает характер измене­ ния Овх с изменением расхода воздуха. Более существенным, однако, является влияние входного патрубка на к. п. д. колеса (если он не обеспечивает достаточно равномерного потока на входе).

Влияние безлопаточной части диффузора на величину Стах и на диапазон работы компрессора выражается через коэффи­ циент восстановления давления стелТак же, как и при исследо-

вании влияния других факторов, убеждаемся, что если для величины Gmaxa имеет значение абсолютная величина стбл, то на диапазон работы компрессора основное влияние оказывает ха­ рактер изменения коэффициента сгбл с изменением расхода воздуха.

Для оценки влияния обл на диапазон работы компрессора представляет интерес проанализировать изменение этого коэф­ фициента с изменением расхода воздуха при работе компрессора с неизменной окружной скоростью колеса.

уменьшением относительной ширины диффузора Ь2 максимум кривой обл = f(a2) смещается в область больших значений угла 0 2 . По характеру кривых Обл = [(а-г), показанных на рис. 55,

92

видно, что с увеличением расхода сверх значений, соответствую­ щих углам потока а2 = 16 н- 20°, снижение коэффициента ОбЛ будет способствовать более раннему «запиранию» лопаточного диффузора.

Представляет интерес проанализировать влияние на про­ пускную способность лопаточного диффузора относительной

Ь2 и при заданной величине произведения b2sin аг тем выше, чем

93

несколько смещающиеся в область больших значений b2sin а2 с увеличением относительной ширины Ь2. Значения оптимальных

выдерживая оптимальными или несколько меньше оптимального

значения угла а2. Увеличение ширины Ь2 без создания существен­ ной диффузорности в каналах рабочего колеса возможно лишь при уменьшении наружного диаметра колеса D2. Это оправды­

спроектировать лопаточный диффузор с большей относительной площадью каналов. Расчетный анализ с использованием урав­ нений (46), (49) и (50) показывает, что при неизменной отно­ сительной ширине горловины межлопаточного канала диффузо­

ра с увеличением г3 проходное сечение диффузора растет

быстрее, чем убывает коэффициент облЭто способствует увели­ чению максимального расхода, пропускаемого лопаточным диффузором.

На величину Gmax влияет абсолютная величина коэффици­ ента расхода рд, в то время как на диапазон работы компрес­ сора по расходу влияет характер ее изменения с изменением расхода. Величина цд в настоящее время может быть опре­ делена лишь экспериментально. Для этого расчетным (при

известных значениях к. п. д. колеса Щдг) или эксперименталь­ ным путем определяют полные параметры на входе в лопаточ­

через регулируемый лопаточный диффузор компрессора ТК-40 показано на рис. 57. Здесь в качестве аргумента принята отно­ сительная площадь минимального сечения канала диффузора

/д = — , где /д и /з — соответственно площади в сечениях а3— а3

f3

и III—III (см. рис. 11). Тогда коэффициент расхода

( G max)p

Его значения в зависимости от окружной скорости и2пр ко­ леса компрессора ТК-40 показаны на рис. 58. Здесь же нанесены

94

аналогичные зависимости для диффузоров компрессоров ТК-23

иТК-34.

Сувеличением и2 значения цд сначала возрастают, достигая максимума в интервале изменения и2 = 250 ч- 300 м/с, а затем резко падают. Такой характер изменения коэффициента расхода объясняется уменьшением углов атаки при входе потока в диф­ фузор с увеличением окружной скорости и2 при максимальном

расходе газа, однако при значениях и2 = 300 -т- 350 м/с основное.--

деляющей как величину скорости, так и степень выравнивания и стабилизацию набегающего на лопатки диффузора потока. Поэтому при увеличении площади каналов диффузора компрес­

значения цд наблюдались в компрессорах с большей относитель­ ной длиной траектории частиц газа в безлопаточном диффузоре:

Это объясняется лучшим выравниванием и стабилизацией потока, выходящего из колеса. Опыты показали, что для высоко-

95

напорных ^компрессоров во избежание резкого снижения рд

величина I должна быть не менее 3,5—4,0.

Течение воздуха через лопаточный диффузор при макси­ мальном расходе по своему характеру напоминает течение газа в сопле Лаваля при нерасчетных степенях понижения давления.

Известно, что в этом случае ограничение расхода происходит в узком сечении ка­

ном расходе для различ­ ческого давления вдоль канала диффузо­

ное изменение давления в горловине ка­ нала, подтверждая тем самым, что расход в лопаточном диффу­ зоре ограничивается узким входным сечением каналов.

Таким образом, удельный максимальный расход воздуха че­ рез каналы лопаточного диффузора является интегральным параметром, характеризующим качество компрессора при его работе на режиме максимального расхода. Действительно, с од­ ной стороны, при неизменной окружной скорости колеса п2пр

96