книги / Центробежные компрессоры

кромкой. Колесо 6Л-4 отличалось только вдвое уменьшенным

радиусом Rs (Rms = 0,79), так что после крутого поворота пери­ ферийным сечениям лопаток предшествовал небольшой участок покрывающего диска с прямой образующей. Несмотря на умень­

межлопаточного канала, в результа­ те размер Ъ1увеличен на 8,0 % (рис. 2.30). У колес 6Л-1,6Л-4 вели­

чина KF = 0,904, у колес 6Л-3, 6Л-2 KF с н и зи л с я д о 0,835. За счет увеличения Ьг зона помпажа по сравнению с 6Л-4 сместилась в сторону больших расходов на 7,5 %, но максимальный расход увеличился на 14 %; оптимальный режим соответствует произво­

чена в пределах почти всего межлопаточного канала за счет уве­ личения угла наклона покрывающего диска. Некоторое перерас­

чем у колеса 6Л-3. Максимальный к. п. д. этих колес (на рис. 2.29 не показан) одинаков, более высокий к. п. д. ступени с РК 6Л-2 вызван лучшим согласованием с БЛД.

Полученный результат по существенному расширению зоны работы проверен на РК с еще меньшим расходом.

На рис. 2.31 сопоставлены характеристики двух концевых сту­ пеней РК +^БЛД + ВУ (сборная камера), рабочие колеса кото­ рых имели различные Rs. У первой рабочее колесо 7Л-4 имело R s = 0,12, Rmc — 1,24 и Фр = 0,04. Рабочее колесо 7Л-4-1 полу­ чено из предыдущего уменьшением б2 и 6V Величина Rs увели-

чена до 0,15, Rmc = 1,52. Для сравнительно малорасходной сту­ пени с Фр 0,04 полученные результаты по ширине характери­ стики можно признать очень хорошими.

Преимущества колес с Rmc «s 1,5 по зоне работы существенны. Можно полагать, что при больших М„ их достоинства будут проявляться еще сильнее. Причина, очевидно, в улучшении обте­

кания периферийных сечений лопаток. При росте Rmc распреде­ ление меридиональных скоростей в области периферии в меньшей степени отличается от распределения на средней поверхности, что и улучшает работу РК при больших расходах. Таким обра­ зом, рекомендации по величине ilonT,| даваемые для средней по­ верхности тока, надо корректировать с учетом пространственного характера течения.

Форма образующей покрывающего диска в пределах межло­ паточного канала. На рис. 2.4 было показано влияние формы обра­ зующей покрывающего диска на распределение меридиональных скоростей. Сопоставлены РК с прямолинейной образующей [Ьср —

Варьирование меридионального профиля при неизменной форме лопаточной плоскости может повлиять на распределение скоро­ стей как положительно, так и отрицательно. Явно негативно уменьшение проходных сечений 2лrb при переходе от прямолиней­ ной образующей к криволинейной. Это увеличивает уровень ско­ ростей в решетке и сопутствующие этому потери, что особенно

т. е. при различном b = / (г). Показано, что при прямолинейной образующей покрывающего диска эффективность может быть во всяком случае не ниже, чем при криволинейной образующей. Дальнейший опыт профилирования РК методом ЛПИ свидетель­ ствует о том, что к. п. д. колес с обычной прямолинейной обра­ зующей может быть чрезвычайно высок.

Относительная высота лопаток на выходе ô2/Z)2. Выбор отно­ сительной высоты лопаток в общем виде рассмотрен в п. 2.2. При работе РК с лопаточным диффузором при заданном фт угол выхода потока из РК может меняться в широких пределах: а2^ 5 s 12°, позволяя выбрать оптимальное соотношение между диффузорностью межлопаточных каналов РК и степенью реактивности колеса [см. формулы (2.20)). Таким образом, речь идет о мини­ мизации суммарных потерь в колесе (уменьшаются с ростом w) и

Приняв É уравнении для m среднерасходную скорость w равной wcр, получим

через их средние значения, получим следующие выражения для

коэффициент распределения нагрузки, определяющий форму услов­ ной трапецеидальной эпюры.

Приведем некоторые важные соотношения между параме­ трами W.

Для колес традиционной конструкции подробные исследова­ ния РК с различной густотой решеток были предприняты Ф. С. Рекстиным и А. М. Симоновым, по чьим результатам на рис. 2.36 показано влияние числа лопаток на максимальный к. п. д. рабочих колес с f$JI2, равным 20; 49 и 90° (соответственно сплошные, штриховые и штрихпунктирные линии). Там же пока­ зана средняя нагрузка и параметры густоты решетки l/tcp и //аср:

Iftcp

ifacp

№

16

8

0

Рис. 2.36. Влияние числа лопаток на максимальный к. п. д. РК, среднюю нагрузку и параметры густоты ре­

диапазоне чисел лопаток. Менее густые решетки обычно имеют лучшую зону работы, особенно при высоких Мы. С учетом этого

мальном режиме для ряда наиболее эффективных колес ЛПИ. Колеса имели существенные различия по напорности и расход­ ное™, расчетной величине М„ и втулочному отношению (гт, я» 0,2-4-0,5). Результаты показывают, что высокий к. п. д. обес­ печивается для самых разных колес при Дй>ср 0,25 -т-0,35. В этих пределах среднюю нагрузку можно варьировать без ущерба

для к. п. д., добиваясь наилучшего распределения скоростей на ОПТ (см. п. 2.8). Для выбора числа лопаток рекомендуется соот­ ношение (2.71). Целесообразно выбрать z, приняв Дй)ср. опт

æ 0,3, затем спрофилировать решетку по рекомендациям п. 2.8 и в случае необходимости откорректировать Дшср и z.

Для оценки числа лопаток можно воспользоваться также вто­ рым соотношением (2.72), имея в виду //аср. опт ^ 4,0-г-5,0 [12].

Рациональное распределение скоростей по поверхностям ло­

паток. На рис. 2.38 показаны W для расчетных режимов колес традиционной конструкции с различной напорностью. Пик ско­ рости на задней поверхности лопаток в области входа связан

AwCp

0,д5

шим /Сши пиком скорости у задней поверхности снижают эффектив­ ность уже при Ми > 0,7-г-0,8 [8; 48]. В этих работах также испы­

таны РК с различными по характеру W. На рис. 2.21 показано рас­ пределение скоростей, характерное для наиболее эффективных РК. Колеса с распределениями скоростей по рис. 2.39 показали худшие результаты. При формулировании требований к наиболее рацио­

нальной форме W принималась во внимание также и ее трансфор­ мация при изменении режима работы РК. Для РК средней и

большой напорности при w ^0,65-г-0,70 особенности такого W следующие (см. рис. 2.21).