Рабочее колесо центробежного компрессора



Рабочее колесо центробежного компрессора
Рабочее колесо центробежного компрессора
Рабочее колесо центробежного компрессора

 


Владельцы патента RU 2450165:

Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" (RU)

Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к рабочим колесам центробежных компрессоров. Рабочее колесо центробежного компрессора содержит основной диск, покрывной диск и расположенные между ними лопатки, при этом на каждой лопатке с ее вогнутой стороны вдоль нее и в средней по ее ширине части расположен аэродинамический выступ, имеющий прямоугольные поперечные сечения и увеличивающиеся в сторону выхода из межлопаточного канала размеры от нуля в точке, расположенной на радиусе 0,75-0,85 от радиуса колеса, и до следующих размеров на наружном диаметре колеса: высоты, равной 0,17…0,22 величины шага лопаток на наружном диаметре колеса, и ширины, равной 0,70…0,75 от высоты межлопаточного канала. Техническим результатом изобретения является снижение гидравлических потерь в рабочем колесе и повышение КПД центробежного компрессора. 3 ил.

 

Изобретение относится к области компрессоростроения, а именно к рабочим колесам центробежных компрессоров.

Известно рабочее колесо центробежного компрессора, содержащее основной и покрывной диски и расположенные между ними лопатки (см., например, Селезнев К.П., Галеркин Ю.Б. Центробежные компрессоры. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1982, стр.8).

Недостатком известного рабочего колеса является низкий КПД, обусловленный большими гидравлическими потерями в области низкоэнергетического «следа», формирующегося под действием вторичных течений в межлопаточных каналах на задней поверхности лопаток в основном вблизи покрывного диска. «След» распространяется за пределы рабочего колеса и ухудшает условия взаимодействия потока и лопаточного диффузора, так как скорость потока в области «следа» значительно меньше скорости потока в «ядре» и углы натекания потока на лопатки диффузора отличаются от расчетных, что сопровождается гидравлическими потерями и снижением КПД.

Известно рабочее колесо центробежного компрессора, содержащее основной диск, покрывной диск и расположенные между ними лопатки, образующие межлопаточные каналы, при этом ширина межлопаточных каналов вблизи задней поверхности лопаток в выходной части рабочего колеса выполнена плавно уменьшающейся (см. Описание изобретения к авторскому свидетельству SU 1629620, кл. F04D 29/28).

Недостатком известного рабочего колеса является сосредоточение потока вблизи задней поверхности лопаток в средней по высоте части межлопаточных каналов и отсутствие взаимодействия потока со стенками безлопаточного диффузора, в результате чего после выхода из рабочего колеса «след» распространяется на большое расстояние.

Техническим результатом изобретения является снижение гидравлических потерь в рабочем колесе и повышение КПД центробежного компрессора.

Технический результат изобретения достигается благодаря тому, что рабочее колесо центробежного компрессора содержит основной диск, покрывной диск и расположенные между ними лопатки, при этом на каждой лопатке с ее вогнутой стороны вдоль нее и в средней по ее ширине части расположен аэродинамический выступ, имеющий прямоугольные поперечные сечения и увеличивающиеся в сторону выхода из межлопаточного канала размеры от нуля в точке, расположенной на радиусе 0,75-0,85 от радиуса колеса, и до следующих размеров на наружном диаметре колеса: высоты, равной 0,17…0,22 величины шага лопаток на наружном диаметре колеса, и ширины, равной 0,70…0,75 от высоты межлопаточного канала.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено рабочее колесо с местным разрезом, вид спереди (со стороны входа потока); на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.2, повернуто.

Рабочее колесо центробежного компрессора содержит расположенные соосно основной 1 и покрывной 2 диски, внешние диаметры которых равны. В полости между внутренними поверхностями основного 1 и покрывного 2 дисков расположены дугообразные лопатки 3 таким образом, что выходная кромка 4 каждой лопатки 3 соединяет внешние диаметры основного 1 и покрывного 2 дисков (фиг.2), а входная кромка 5 каждой следующей лопатки 3 направлена к входной кромке 5 предыдущей лопатки 3, за счет чего между задней поверхностью 6 предыдущей лопатки 3 и передней поверхностью 7 следующей лопатки 3 образуется расширяющийся межлопаточный канал 8 (фиг.1).

Каждая лопатка 3 имеет на своей задней поверхности 6 (на вогнутой стороне лопатки 3) вдоль нее и в средней по ее ширине части аэродинамический выступ 9. Выступ 9 имеет прямоугольные поперечные сечения и увеличивающиеся в сторону выхода из межлопаточного канала 8 размеры: высоту, изменяющуюся от 0 до 0,17…0,22 величины шага t лопаток 3 на наружном диаметре рабочего колеса, и ширину, изменяющуюся от 0 до 0,7…0,75 высоты межлопаточных каналов 8 на выходе из рабочего колеса (фиг.3), при этом начало выступа 9 расположено на относительном радиусе 0,75…0,85 от радиуса рабочего колеса.

Рабочее колесо центробежного компрессора работает следующим образом. Поток сжимаемого газа входит в межлопаточные каналы 8, перемещается к периферии рабочего колеса, при этом на задней поверхности 6 лопаток 3 рабочего колеса формируется область низкоэнергетического «следа», структура потока в котором существенно отличается от структуры потока в области «ядра». Благодаря уменьшению площади сечения межлопаточного канала 8 из-за аэродинамического выступа 9 скорость потока в области низкоэнергетического «следа» повышается, что приводит к уменьшению гидравлических потерь, связанных с большой разностью скоростей. Благодаря тому, что аэродинамический выступ 9 расположен в средней по высоте межлопаточных каналов 8 части лопаток 3, поток сжимаемого газа отклоняется к основному 1 и покрывному 2 дискам, а после выхода из рабочего колеса - к стенкам безлопаточного диффузора. Взаимодействие потока, имеющего структуру низкоэнергетического «следа», со стенками безлопаточного диффузора способствует локализации распространения «следа» на малом расстоянии после выхода из рабочего колеса, благодаря чему условия обтекания расположенных ниже по потоку входных кромок лопаток диффузора улучшаются и происходит повышение КПД.

Рабочее колесо центробежного компрессора, содержащее основной диск, покрывной диск и расположенные между ними лопатки, отличающееся тем, что на каждой лопатке с ее вогнутой стороны вдоль нее и в средней по ее ширине части расположен аэродинамический выступ, имеющий прямоугольные поперечные сечения и увеличивающиеся в сторону выхода из межлопаточного канала размеры от нуля в точке, расположенной на радиусе 0,75-0,85 от радиуса колеса, и до следующих размеров на наружном диаметре колеса: высоты, равной 0,17…0,22 величины шага лопаток на наружном диаметре колеса, и ширины, равной 0,70…0,75 от высоты межлопаточного канала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиальному лопастному колесу (1), применяемому в вентиляторах для достижения более высокой эффективности работы. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к лопастным машинам для нагнетания воздуха, а также к лопастям (Л) движителей. .

Изобретение относится к вентиляторостроению, может быть использовано для лопаток центробежных вентиляторов и обеспечивает снижение потерь вентилятора на вихреобразование с улучшением акустических характеристик.

Изобретение относится к области вентиляторостроения, а именно к лопатке рабочего колеса радиального вентилятора. .

Изобретение относится к области вентиляторостроения, в частности к радиальным вентиляторам взрывозащищенного исполнения для перемещения взрывоопасных газовоздушных смесей.

Изобретение относится к турбокомпрессоростроению и может быть использовано в осевых компрессорах и турбинах воздушно-реактивных двигателей, а также в крыльях самолетов.

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

Изобретение относится к области турбинного машиностроения, а именно к конструкциям рабочих колес центробежных компрессоров, в частности газотурбинных двигателей, может быть использовано в авиационной, ракетной технике, автомобильном двигателестроении и других отраслях промышленности и позволяет создать высоконагруженную конструкцию рабочего колеса центробежного компрессора из композиционного материала при значительном снижении его массы и повышенной жесткости и прочности.

Изобретение относится к области турбомашин, в частности к центробежным, насосам, компрессорам. .

Изобретение относится к рабочим колесам радиальных вентиляторов и компрессоров и позволяет при его использовании повысить напорную аэродинамическую характеристику и КПД радиального рабочего колеса.

Изобретение относится к области вентиляторо-, насосо- и компрессоростроения. .

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, а более конкретно к рабочим колесам турбомашин газотурбинных двигателей. .

Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано при изготовлении рабочих колес с межлопастными каналами центробежных насосов энергетических установок.

Изобретение относится к управлению компрессорными установками, эксплуатируемыми в различных отраслях народного хозяйства, находящимися в климатических условиях с длительным воздействием отрицательных температур, и особенно для шахтных предприятий горной промышленности.

Изобретение относится к области вентиляторостроения, в частности к центробежным вентиляторам с профильными загнутыми назад лопатками рабочего колеса, и обеспечивает повышение аэродинамической нагруженности центробежного вентилятора с помощью устранения отрывного вихреобразования на тыльной стороне лопатки его рабочего колеса.

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