Исследование эффективности двухкаскадных лопаточных диффузоров центробежных компрессоров

• Автор: Хоанг Конг Чанг
• Шифр специальности: 05.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил.

ГЛАВА 1. ПРОЦЕССЫ ТЕЧЕНИЯ И ПАРАМЕТРЫ ДИФФУЗОРОВ,

ПРИМЕНЯЕМЫХ В ВЫХОДНЫХ СИСТЕМАХ ЦБК

1.1. Классификация диффузоров

1.1.1. Диффузоры, применяемые в центробежных компрессорах

1.1.2. Безлопаточный диффузор. Эпюры скоростей на выходе безлопаточного диффузора

1.1.3. Лопаточный диффузор с лопатками из аэродинамических профилей

1.2. Обобщенные параметры диффузоров и диффузорных решеток

1.2.1. Обобщенные геометрические параметры

1.2.2. Энергетические характеристики диффузоров

* 1.3. Особенности течения потока через диффузорные каналы и

решетки
1.3.1. Характеристики плоских диффузоров
1.3.2. Исследование плоских диффузорных решеток
1.3.3. Влияние сжимаемости на характеристики плоских решеток
1.3.4. Некоторые результаты обобщенных продувок плоских решеток
1.4. Лопаточный диффузор центробежной ступени
1.5. Особенности двухкаскадных решеток
1.6. Заключение. Постановка задачи
ГЛАВА 2. ВЫБОР ОСНОВНЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ И ВЗАИМНОЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ КАСКАДОВ РАДИАЛЬНЫХ РЕШЕТОК ЛОПАТОЧНЫХ
ДИФФУЗОРОВ
2.1. Существующие методы профилирования

2.2. Геометрические параметры радиальных решеток
2.2.1. Соотношение параметров радиальных решеток
2.2.2. Существующие рекомендации по выбору основных параметров
2.2.3. Выбор параметров по предлагаемому методу
2.2.4. Схема расчета геометрических параметров
2.3. Взаимное расположение лопаток в двухкаскадном диффузоре
Заключение
ГЛАВА 3. ОСНОВЫ МЕТОДА ПРОФИЛИРОВАНИЯ
РАДИАЛЬНЫХ РЕШЕТОК
3.1. Условия частичного подобия решеток
3.2. Экспериментальные данные исследований диагональных решеток
3.3. Основы предлагаемого метода
3.4. Эквивалентная плоская решетка
Заключение
ГЛАВА 4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА И ПРОФИЛИРОВАНИЯ
РАДИАЛЬНЫХ ДИФФУЗОРОВ РЕШЕТОК
4.1. Методика профилирования радиальных диффузоров
4.1.1. Основные исходные данные
4.1.2. Распределение диффузорности по каскадам
4.1.3. Геометрические параметры каскада
4.2. Оценка потерь радиальной решетки
4.3. Оценка пригодности данного метода для расчета потерь в
радиальных решетках
Заключение
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
F— площадь [м ];
Р - степень уширения канала; а - скорость звука [м/с];
Ъ - хорда профиля лопатки [м]; с - максимальная толщина профиля лопатки [мм]; с = с/Ъ — максимальная относительная толщина профиля лопатки;
С, V- скорости потока [м/с];
С = С4/С3 - степень торможения
диффузора; и — окружная скорость [м/с];
Ср 1Л - удельные теплоемкости при постоянном
соответственно давлении и объеме [Дж/(кг.К)]; к - показатель адиабаты (отношение удельных
теплоемкостей);
Ц с1— диаметр [м];
Df — степень диффузорности Либлайна;
/ - максимальная вогнутость
профиля лопатки [мм];
/ =//Ъ — относительная вогнутость профиля лопатки;
(? - массовый расход [кг/с]; к - высота лопатки [м];
К~К/К ~ относительная высота лопатки;
- отношение высота лопатки к диаметру;
/-угол атаки [°];
/ - длина лопатки [м];
/ = 1/Ь - относительная длина лопатки (удлинение);
М— число Маха;
Л = с/акр - приведенная скорость;
Р - давление [МПа];
Яг ~ удельная газовая постоянная [Дж/(кгК)]; г - радиус [м];
Г-температура [К];
/ - шаг лопаток [м];
/ =//6 - относительный шаг
лопаток;
М - густота решетки;
2 - число лопаток; а и /? - углы между осью и и направлениями соответственно абсолютной и относительной скоростей потока [°];
Аа - угол поворота потока [°];
5 — угол отставания потока [°];
С~ коэффициент потерь; ц - коэффициент полезного действия; в - угол установки профиля
лопатки [°];
V - кинематическая вязкость [м2/с];. к - степень повышения давления; р - плотность, [кг/м3]; а — коэффициент сохранения
полного давления;
X - угол между хордой и
касательной к средней линии профиля лопатки [°].
давлений поперек канала [4] и других типов нагрузок [16], в том числе форм-параметров пограничного слоя. Эффективность профилирования по обратной задаче определяется наличием гидродинамически целесообразного распределения нагрузок по профилю, которое получают из специальных экспериментальных исследований. Здесь данный метод не рассматривается.
Профилирование решеток осевых компрессоров на основе продувок плоских решеток является, по существу, комплексным методом, сочетающим элементы прямой и обратной задачи: на заданный треугольник скоростей «подбирается решетка, обеспечивающая требуемые отклонения потока при малых коэффициентах потерь» [35]. Все обходимые параметры для построения профиля принимаются по результатам продувок. Основных геометрических параметров решетки здесь три: Аал, а4л и (М), т.е. (М) = АДам а4л).
В диагональной решетке количество основных геометрических параметров возрастает на четыре: это относительный диаметр В = В4/Э3, относительная высота 77 = /г4//^, угол раскрытия образующих в меридиональной плоскости уд и угол наклона решетки к оси ут. В частном случае радиальной решетки, которая будет рассматриваться в дальнейшем, ут - 90°, а относительная высота однозначно связана с /) и ул, как следует из рис. 2.1. Обозначения геометрических параметров ясны из рисунка.