Рабочее колесо центробежного компрессора

Авторы патента:

F04D29/28 - центробежных и спирально-центробежных

Использование: в компрессоростроении. Сущность изобретения: рабочее колесо центробежного компрессора диагонального типа, содержащее несущий и покрывной диски 1, 2 и расположенные между ними основные и дополнительные лопатки 3, 9 неполной высоты, имеющие плавно изменяющиеся по высоте межлопаточных каналов углы установки, вблизи покрывного диска совпадающие с углами основных лопаток 3, а со стороны основного диска определяющиеся из определенных зависимостей. Скорости и давления потока на передней и задней поверхности нижней части дополнительных лопаток 7 равны, что позволяет . предотвратить перетекание, вихреобразование и отрыв потока на задней поверхности. В результате обеспечивается равномерное распределение параметров потока по высоте межлопаточных каналов на выходе из рабочего колеса, достигается повышение КПД и отношения давлений в рабочем колесе. 4 ил. Ц . г 7 j/ в в. ш. 7. ел С 00 ел N 00 О

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л F 04 D 29/28

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. (21) 4946001/06 (22) 19.04.91 (46) 15,05.93. Бюл, N 18 (71) Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров" (72) С.С.Евгеньев, С.В,Шнепп и В.Е Макаров (56) Михайлов А,K., Ворошилов В,П. Компрессорные машины, M,,Энергоатомиздат, 1989, рис. 5.1.

Патент Франции N: 2356025, кл, F 04 О 29/38, 1980, Авторское свидетельство СССР

¹ 817320, кл. F 04 D 29/28, 1981, Селезнев К.П, Галеркин Ю.Б, Центробежные компрессоры, Л: Машиностроение, Ленинград-отд-ние 1982, с. 47, 98, 99, рис, 2,58,6,9, Степанов Г.Ю, Гидродинамика решеток турбомашин, М.:Физмашгиз, 1963, с. 343.

Разработка методов теоретического анализа трехмерного потока в элементах ступени центробежных компрессоров с применением ЭВМ вЂ” Отчет о НИР/СКБК, руководитель О.А.Вячхилев, инв, №

02.82.0084581, Казань, 1982, с. 106.

SU» 1815430 А1 (54) РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ЦЕНТРОБЕЖНОГО

КОМП РЕ ССОРА (57) Использование: в компрессоростроении. Сущность изобретения: рабочее колесо центробежного компрессора диагонального типа, содержащее несущий и покрывной диски 1, 2 и расположенные между ними основные и дополнительные лопатки 3, 9 неполной высоты, имеющие плавно изменяющиеся по высоте межлопаточных каналов углы установки, вблизи покрывного диска . совпадающие с углами основных лопаток 3, а со стороны основного диска определяющиеся из определенных зависимостей. Скорости и давления потока на передней и задней поверхности нижней части дополнительных лопаток 7 равны, что позволяет предотвратить перетекание, вихреобразование и отрыв потока на задней поверхности. В результате обеспечивается равномерное распределение параметров потока по высоте межлопаточных каналов на выходе из рабо-: чего колеса, достигается повышение КПД и отношения давлений в рабочем колесе. 4 ил.

1815430

Изобретение относится к компрессоростроению, а именно к рабочим колесам центробежных компрессоров.

Целью изобретения является повышение КПД, благодаря обеспечению равномерного распределения параметров потока по высоте межлопаточных каналов на выходе из рабочего колеса.

Поставленная цель достигается тем, что в рабочем колесе цетробежного компрессора, содержащем основной и *окрывной диски и расположенные между ними основные и дополнительные лопатки, дополнительные лопатки неполной высоты расположены на покрывном диске и выполнены имеющими плавно изменяющиеся по высоте межлопаточных каналов углы установки, совпадающие с углами основных лопаток вблизи покрывного диска, а со стороны основного диска определяющиеся иэ следующей зависимости:

Рп.доп = Pn.осн вЂ” д, (1)

rye . вЂ” текущий угол основных лопаток, 25

3= 8„„„. (-0,365+ 0,21) при 0 < I < 0,33 (2) д= днах (0,532 - 0,086) при 0,33 <

30 .д = днах (3,3 - 2,3) и ри 0,8 = 1 < 1, (4) где I- текущее значение относительной координаты, вдоль средней линии лопаток в 35 меридионал ьной плоскости, а днах = 20+ 40

Количество лопаток вблизи покрывного 40 диска по сравнению с количеством лопаток вблизи основного диска увеличено, благодаря чему обеспечено оптимальное значение параметра густоты и высокая эффективность лопаточной решетки вблизи покрывного дис- 45 ка, кроме того, равномерное распределение параметров потока по всей высоте межлопаточных каналов на выходе из рабочего колеса благодаря подводу дополнительной энергии к потоку вблизи покрывного диска 50 при помощи дополнительных лопаток и, в результате повышение КПД, Перетекание потока с передней поверхности дополнительных лопаток на заднюю поверхность через торцы дополнительных лопаток, 55 приводящее к вихреобразованию, отрыву потока на задней поверхности лопаток и снижению КПД, предотвращэется благодаря тому, что скорости.и давлейия потока на передней и задней поверхности нижней части дополнительных лопаток равны, т,е, углы нижней части дополнительных лопаток равны углам потока. Для определения углов нижней части дополнительных лопаток использована известная зависимость углов

"отставания" потока от направления средней линии лопаток (1), аппроксимированная тремя ломаными линиями, описываемыми формулами (2) вЂ” (4), На фиг.1 дано изображение меридионального сечения рабочего колеса; на фиг,2 и 3 изображены сечения рабочего колеса 1-II и II вЂ” II (фиг.1), перпендикулярные средней линии лопаток в меридиональной полосости; на фиг.4 вЂ” отображение профилей средней части основных и нижней части дополнительныхлопаток в плоскости эквивалентной прямой решетки.

Рабочее колесо содержит основной диск 1, пакрывной диск 2, основные лопатки

3, состоящие из периферийнрй 4, средней 5 и втулочной 6 частей. На покрывном диске 2 между основными лопатками 3 расположены дополнительные лопатки 7, состоящие из периферийной 8 и нижней 9 частей, имеющие высоту, меньшую высоты межлопаточных каналов. Периферийная часть 8 дополнительных лопаток 7 соответствует периферийной части 4 основных лопаток 3.

Нижняя часть 9 дополнительных лопаток 7 спрофилирована так, что углы лопаток определяются по формулам {1) вЂ” (4).

Принцип действия предлагаемого технического решения состоит в следующем.

Поток газа поступает в межлопаточные каналы рабочего колеса, образуемые дисками 1 и 2 и основными лопатками 3, где происходит процесс сжатия, При помощи периферийной части 8 дополнительных лопаток 7 вблизи покрывного диска 2 потоку передается дополнительная энергия, в результате чего на выходе из рабочего колеса обеспечивается равномерное распределение параметров потока по высоте межлопаточных каналов, достигается повышение

КПД и отношения давлений в рабочем колесе. Гидравлические потери, связанные с вихреобразованием и отрывом потока на задней поверхности дополнительных лопаток

7,: вызываемые перетеканием потока через торцы дополнительных лопаток, предотвращаются благодаря тому, что давление потока на передней и задней поверхности нижней части 9 дополнительных лопаток 7 одинаковы.

Последовательность процедур, выполняемых при профилировании проточной части

1815430 рабочего колеса в соответствии с предлагаемым техническим решением следующая, При заданном меридиональном контуре проточной части рабочего колеса и при заданных значениях углов втулочной, средней и периферийной частей лопаток выполняется серия расчетов распределения скоростей потока по профилю лопаток на нескольких осесимметричных поверхностях тока с различными количествами лопаток. Высота дополнительных лопаток определяется одной из осесимметричных поверхностей тока, ближе которой к покровному диску параметр густоты лопаточной решетки выходит за границы диапазона оптимальных значений, По формулам (1) вЂ” (4) определяются углы средней части дополнительных лопаток Д,д, Выполняется газодинамический расчет с тем, чтобы распределение скоростей потока на профиле нижней части 9 дополнительных лопаток 7 соответствовало тому, чтобы профиль средней части дополнительных лопаток был бы "нейтральным", Поверхность дополнительных лопаток образуется плавным сопряжением профилей, соответствующих периферийной части, и профилей, соответствующих средней части, ° с . яс7 :с.. а с

Формула изобретения

Рабочее колесо центробежного компрессора, содержащее основной и покрывной диски и расположенные между ними

5 основные и укороченные дополнительные лопасти, углы выхода которых равны углам выхода основных лопаток, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения КПД при выполнении колеса диагонального типа, до10 полнительные лопатки расположены на покрывномдиске и ихтекущийугол определяется из следующей зависимости:

Рл.дол = Pn.осн вЂ” д, 15 ра.осн тЕКущИй УГОЛ ОСНОВНЫХ ЛОПатоК; д= дл (-0,364l+ 0,21) при 0
20 д= д, (0,532 I- 0,086) при 0,33 < I < 0,8; д=дгпах (3,3 2,3)при0,8
7 вЂ” текущее значение относительной координаты вдоль средней линии лопатки в меридиональной плоскости. ,."р:.".у =. Ciс

1815430

У

Рм1

Составитель С. Евгеньев

Техред М.Моргентал Корректор И.Шулла

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1626 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Похожие патенты:

Осецентробежный вентилятор // 1815429

Рабочее колесо центробежной машины // 1813931

Металлокерамическое рабочее колесо центробежной турбомашины // 1809175

"рабочее колесо центробежной машины "ленинград" // 1802211

Крыльчатка бытового вентилятора // 1795151

Рабочее колесо радиального вентилятора // 1787216

Рабочее колесо центробежного вентилятора // 1780562

Рабочее колесо центробежного компрессора // 1778372
Изобретение относится к компрессоростроению, а именно к рабочим колесам центробежных компрессоров

Рабочее колесо центробежного компрессора // 1772428

Рабочее колесо осерадиального компрессора // 1763726

Способ организации энергообмена рабочей среды и рабочего колеса лопаточной машины // 2100657

Центробежный компрессор // 2109172
Изобретение относится к компрессоростроению и касается конструкции высокоскоростных центробежных машин

Способ изготовления колеса лопастной гидромашины // 2118718
Изобретение относится к области гидромашиностроения и может быть использовано в таких лопастных гидромашинах, как центробежные насосы и компрессоры, а также вентиляторы

Способ изготовления рабочего колеса центробежного компрессора и сборочное приспособление для изготовления колеса центробежного компрессора // 2120567
Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано при изготовлении рабочих колес центробежных компрессоров, вентиляторов, насосов и радиальных турбин

Рабочее колесо центробежного компрессора // 2120568

Радиальный вентилятор // 2124652
Изобретение относится к области вентиляторостроения, в частности к конструкции радиальных вентиляторов, и может быть использовано при проектировании вентиляторов общехозяйственного назначения

Центробежная ступень компрессора // 2132002
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в центробежных и осецентробежных компрессорных машинах

Воздушная турбина, в частности, большого диаметра из термоконструкционного композиционного материала и способ ее изготовления // 2135779

Воздушная турбина, в частности, небольшого диаметра из термоконструкционного композиционного материала и способ ее изготовления // 2141564

Рабочее колесо центробежного насоса // 2142068
Изобретение относится к области насосостроения, а именно к конструкциям рабочих колес центробежных насосов; может быть использовано также в центробежных воздуходувках