Центробежная компрессорная ступень со сверхзвуковым лопаточным диффузором для паровой холодильной машины

• Автор: Григорьев, Константин Александрович
• Шифр специальности: 05.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Оглавление

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Современное представление о работе диффузоров ЦКМ и постановка цели иследования

1.1. Обзор некоторых работ по газодинамике лопаточных диффузоров

1.2. Назначение сверхзвуковых ступений

1.3. Существующие конструкции сверхзвуковых лопаточных диффузоров

Глава 2. Физическое моделирование ступени ХЦКМ при сверхзвуковых скоростях потока

2.1. Описание экспериментального стенда

2.2. Описание сверхзвукового диффузора

2.3. Выбор контрольных сечений
2.4. Приборы регистрации
Глава 3. Обработка экспериментальных данных
3.1. Методика обработки экспериментальных данных
3.2. Критерии оценки работы ступени и отдельных элементов проточной части
3.3. Алгоритм расчета для определения интегральных и поэлемементных характеристик концевой ступени центробежного компрессора
Глава 4. Экспериментальные иследования
4.1. Результаты экспериментального исследования
4.2. Определение производительности ирежима работы экспериментальной компрессорной ступени
Глава 5. Математическое моделирование процессов в центробежном компрессоре
5.1. Описание решателя
5.2. Сравнение экспериментальных и данных полученных при математическом моделировании
Заключение
Литература

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Ф - условный коэффициент расхода;
£? - массовая производительность в кг/с;
П - коэффициент полезного действия (КПД); тт - отношение давлений в ступени;
V - удельный объем в м3/кг;
5- энтропия в кДж/(кг К); р- плотность в кг/м3; г - энтальпия в кДж/кг; р - давление в Па;
Т - термодинамическая температура в К;
/- температура в °С, шаг лопаток;
Я - газовая постоянная в кДж/(кг К); радиус в м, мм;
М - число Маха;
М„ - условное число Маха; с- абсолютная скорость в м/с;
у- относительная скорость в м/с; и- окружная скорость в м/с;
£2- коэффициент реактивности;
/ - удельная работа в кДж/кг;
%- коэффициент мощности;
1Г- удельная работа, характеризующая потери в рассматриваемом элементе ступени в кДж/кг;
Я - площадь поперечного сечения в м2;
Д я? - диаметры в м, мм; х - число лопаток;
п - показатель политропы; число оборотов двигателя в с'1;
к - показатель изоэнтропы;
пКС - коэффициент диффузорности косого среза;
ср - коэффициент расхода;
а - угол между направлением окружной скорости колеса и направлением абсолютной скорости или касательной к средней линии неподвижной лопатки в град;
р - угол между направлением, противоположным направлению окружной скорости колеса, и направлением относительной скорости или касательной к средней линии лопаток колеса в град.
ИНДЕКСЫ
* - параметры торможения;
н - начальные параметры, сечение перед входом во всасывающий патрубок; к - конечные параметры, сечение за нагнетательным патрубком;
8 - сечение перед лопатками ВРА;
О - сечение перед лопатками рабочего колеса;
2 - выходное сечение колеса;
3 - сечение перед лопатками диффузора;
4 - сечение на выходе из диффузора; е - сечение горла канала;
г, и- радиальная и окружная составляющие; л - величина, отнесенная к лопатке;
- обезразмеривание по наружному диаметру колеса;
5 - изоэнтропный.
СОКРАЩЕНИЯ
ЦКМ - центробежная компрессорная'машина;
ХЦКМ - холодильная центробежная компрессорная машина;
ВРА - входной регулирующий аппарат;
БЛД - безлопаточный диффузор;
ЛД - лопаточный диффузор;
ПСУ - прямой скачок уплотнений;
СзЛД - сверхзвуковой лопаточный диффузор;
РК - рабочее колесо:
ХМЦК - холодильная машина с центробежным компрессором;
ХЦК - холодильный центробежный компрессор;
ХМ - холодильная машина.

В лопатке имеется полость 38, соединяющаяся с каналом 28 через отверстие. 37. По мере протекания рабочего тела по каналу 28 часть потока вдоль нерабочей поверхности 30 затекает в отверстие 37 камеры 38 и образует вихрь потока 42 в камере. Г аз, образовавший вихрь, отводится из камеры через соответствующие каналы (на рисунках не показаны). Оставшийся газ протекает через каналы 28 мимо ограждения 40 и доходит до второй части стенки 36 поверхности всасывания 30, при этом образуемый вниз по потоку вихрь от ограждения 40 сглаживает поток над ограждением, снижая турбулентность на ведомой кромке ограждения, и способствует прижатию потока к ведомой кромке 36. Описанная конструкция способствует более значительному восстановлению давления, что дает возможность уменьшить радиальные габариты диффузора.

Рис. 1.29.,Конструкция диффузора
Рис. 1.30. Конструкция диффузора