DE2414110A1 - Radialverdichterstufe - Google Patents

Radialverdichterstufe

Info

Publication number
DE2414110A1
DE2414110A1 DE2414110A DE2414110A DE2414110A1 DE 2414110 A1 DE2414110 A1 DE 2414110A1 DE 2414110 A DE2414110 A DE 2414110A DE 2414110 A DE2414110 A DE 2414110A DE 2414110 A1 DE2414110 A1 DE 2414110A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
inlet
impeller
outside
centre
outlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE2414110A
Other languages
English (en)
Inventor
Joachim Kotzur
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Original Assignee
Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gutehoffnungshutte Sterkrade AG filed Critical Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Priority to DE2414110A priority Critical patent/DE2414110A1/de
Publication of DE2414110A1 publication Critical patent/DE2414110A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/284Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for compressors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/441Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/444Bladed diffusers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/50Inlet or outlet
    • F05D2250/51Inlet

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  • Radialverdichterstufe.
  • Gegenstand der Erfindung ist eine Radialverdichterstufe mit feststehendem Vorleitrad und nachgeordnetem Laufrad.
  • Solche Radialverdichterstufen sind bekannt. Bei Ihnen wird das maximale Schluckvermögen bei vorgegebenem Eintrittsdurchmesser D1 dadurch begrenzt, daß max bei einer bestimmten Drehzahl n des Laufrades die Meridionalgescbwindigkeitskomponente c1m des in d-ie Eintrittsfläche eintretenden Gases so groß ist, daß die für das betreffende Laufschaufelgitter maximal zulässige relative Eintrittsgeschwindigkeit w1 erreicht wird, wobei ist.
  • Bei in der Eintrittsfläche konstanter meridionaler Eintrittsgeschwindigkeit c1m und unverwundenen Vorleitschaufeln (41 = konst.) treten die höchsten Relativgeschwindigkeiten am Ort dar höchsten Eintrittsumfangsgeschwindigkeit u1max = D1max#n auf, während weiter zur Nabe hin die relativen Eintrittsgeschwindigkeiten niedriger sind.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Radialverdichter zu schaffen, der unter Verwendung eines feststehenden Leitrades und eines nachgeordneten Laufrades bei vorgegebener Eintrittsfläche und maximaler Sintrittsmachzahl Mw1 = w1/a, wobei a die Schallgeschwindigkeit bedeutet, ein maximales Schluckvermögen verwirklicht.
  • Einen solchen Radialverdichter kann man erfindungsgemäß schaffen, wenn die gegebenenfalls verschwenkbaren Vorleitschaufeln so verwunden sind, daß der Abströmwinkel α von innen nach außen kleiner wird und das Laufrad am Austritt einen von der Radscheibe zur Deckscheibe ansteigenden Außendurchmesser und/oder Austrittswinkel hat, so daß in allen Stromröhren die gleiche spezifische Verdichtunsarbeit yth = u2 02u - u1c1u übertragen wird, wobei u1 die Umfangsgeschwindigkeit am Eintritt, u2 die Umfangsgeschwindigkeit beim Austritt, c1u die Umfangskomponente der Absolutgeschwindigkeit am Eintritt, c2u die Ufangskomponente der Absolutgeschwindigkeit bei Austritt bedeuten.
  • Auf diese eise wird in den einzelnen Stromröhren am Laufschaufeleintritt ein von inneren zum äußeren Eintrittsdurchmesser zunehmender Gleichdrall erzeugt.
  • Dabei sind unter verwundenen Vorleitradschaufeln solche Schaufeln zu verstehen, bei denen sich die Krümmung jeder Schaufel von der Nabe zur Deckscheibe hin ändert.
  • Wie bei Axialverdichtern bekannt, läßt sich dadurch eine Zuströmung zum Laufrad nach dem Gesetz r # cuγ = konst mit γ < 1 (z.B. γ = 1 "solid body") erzwingen, bei der eine Verringerung der Meridionalkomponente der Gasgeschwindigkeit am Außendurchmesser und eine Vergrößerung der Meridionalkomponente am Innendurchmesser auftritt. Dadurch wird erreicht, daß die maximal vorgegebene relative Eintrittsgeschwindigkeit nicht nur am Außendurchmesser auftritt, sondern auch die inneren Schaufelpartien voll genutzt werden.
  • Bei Radialrädern ohne Vorleitrad sind die relativen Strömungsgeschwindigkeiten im äußeren Burchmesserbereich des Einlaufes oft nicht nur durch die dort höchsten Eintritts-Umfangsgeschwindigkeiten sehr hoch, sondern es treten dort auch noch gegenüber dem Mittelwert überhöhte axiale Meridionalgeschwindigkeiten auf, die durch eine radiale Zuströmung zum Laufradeintritt oder durch Rückwirkungen von den rotierenden Laufschaufeln in die Saugöffnung herrühren können. In diesem Pall wird es nicht immer durch ein Vorleitrad gelingen, innen an der Nabe höhere Meridionalgeschwindigkeiten als außen an der Deckscheibe zu erzwingen.
  • Mit der durch das Vorleitrad verursachten Beeinflussung d-s radialen Gleichgewichtes wird jedoch auch in solchen Pällen am äußeren Eineine Verringerung trittsdurchmesser/der Meridionalgeschwindigkeit und damit eine niedrigere örtliche Machzahl der Relativströmung bei vorgegebenen Meridionalkanalabmessungen bewirkt.
  • Beim Radialrad wird durch dieses Verfahren außerdem bewirkt, daß auch die starken Unterschiede in den Verzögerungen w2/w1 der Strömung auf den decksoheibenseitigen und nabenseitigen Stromfäden einander angeglichen werden.
  • Nachteilig ist jedoch, daß bei Kombination eines solchen Vorleitrades mit verwundenen Schaufeln (i1 = f(D1) mit einem üblichen Radialverdichterlaufrad mit konstantem Austrittadrall 02u u2, d.h. über der Austrittsbreite konstantem Außendurchmesser D2 und konstantem AustrittswinkelP2 in den einzelnen Stromröhren, unterschiedliche spezifische Verdichtungsarbe iten yth erzeugt werden.
  • Wie aus der Formel @@ @@ yth=u2#c2u-u1#c1u = d2#n (D2#n - ) - D1#n # tgß2 tgα1 ersichtlich ist, würde bei konstanter Meridionalgeschwindigkeit 02m über der Austrittabreite an der Deckscheibe durch kleinere Winkel α1 in Verbindung mit dem größeren Di bei konstantem Laufradaußendurchmesser D2 und konstantem Laufradaustrittwinkel ß2 eine kleinere spezifische Verdichtungsarbeit auf das strömende Gas übertragen. Um das auszugleichen, stellt sich eine über die Austrittsbreite des Laufrades unterschiedliche Verteilung der Meridionalgeschwindigkeit ein , die bei Teillast rasch zur Rückströmung an der Deckscheibe führen kann.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieser Nachteil dadurch beseitigt, daß die Austrittskante des Radialverdichterlaufrades genau so ausgebildet ist, daß in allen Stromröhren unter Berücksichtigung des unterschiedlichen Vordralls die gleiche spezifische Verdichtungsarbeit übertragen wird. Dies wird dadurch erreicht, daß der Außendurchmesser des Laufrades zur Deckscheibe hin größer ausgeführt wird als an der Radscheibe, wodurch sich hier eine größere Umfangsgeschwindigkeit- u2 ergibt. Eine ähnliche Wirkung kann durch Vzrgrößerung des Schaufelaustrittswinkels ß2 im Bereich der Deckscheibe erzielt werden.
  • Die dadurch über die Laufradbreite unterschiedliche Drallkomponente kann dabei gegebenenfalls eine entsprechende Anpassung des Diffusors erforderlich machen.
  • Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Radialverdichter im Querschnitt, Figur 2 daraus einen weiteren Schnitt nach Il-Ile dabei bedeuten I die verwundenen feststehenden, gegebenenfalls verschwen@baren Vorleitradschaufeln, II die Laufradschaufeln.
  • In Figur 1 ist eine äußere (a) und eine innere (i) Stromröhre je durch eine strichpunktierte Linie gekennzeichnet. Aus Figur 2 ist ersichtlich, wie das Vorleitrad an der äußeren Stromröhre stärker gekrümmt ist als an der inneren Stromröhre, wodurch CC < oC. ist.
  • 5 Figur 3 zeigt die Geschwindigkeitsdreiecke am Laufschaufeleintritt für diese beiden Stromröhren. Dabei bedeuten u die Umfangsgeschwindigkeit, c die Absolutgeschwindigkeit, w die Relativgeschwindigkeit, « Winkel der Absolutströmung nach dem Vorleit-.rad gegen die Umfangsrichtung, ß Winkel der Relativströmung am Laufschaufeleintritt gegen die Umfangsrichtung Index 1 bezieht sic auf den Laufschaufeleintritt, Index a bezieht sich auf die äußere Stromrohre (siehe Figur l), Index i bezieht sich auf die innere Stromröhre (siehe Fig. 1).
  • Infolge des größeren Eintrittsdurchmessers ist die Umfangsgeschwindigkeit u1a > u1i # Durch den auf der äußeren Stromröhre kleineren Winkel α und die außen kleinere Meridiangeschwindigkeitskomponente c1ma wird die Relativgeschwindigkeit im Innenschnitt w1i annähernd so hoch wie im Außenschnitt.
  • Wegen des größeren Gleichdralls am Eintritt ist, wie in Figur 1 dargestellt, der Laufradaußendurchmesser an der äußeren Stromröhre größer ausgeführt.
  • -Figur 4 zeigt die dadurch bedingten Unterschiede in den Geschwindigkeitsdreiecken am Laufradaustritt, dabei bezieht sich Index 2 auf den Laufschaufelaustritt-.
  • Die Verwindung des Vorleitrades kann bei kleinen Nabendurchmessern DN so stark sein, daß innen α i 90° wird (Gegendrall).

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Radialverdichterstufe mit feststehendem Vorleitrad und nachgeordnetem laufrad, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die gegebenenfalls verschwenkbaren Vorleitradschaufel (1) so verwunden sind, daß der Abströmwinkel α von innen nach außen kleiner wird und das Laufrad (II) am Austritt einen von der Radscheibe zur Deckscheibe ansteigenden Außendurchmesser und/oder Austrittswinkel hat, so daß in allen Stromröhren die gleiche spezifische Verdichtungsarbeit yth = u2 # c2u - u1 # c1u übertragen wird, wobei u1 die Umfangsgeschwindigkeit am Eintritt, u2 die Umfangsgeschwindigkeit beim Austritt, clu die Absolutgeschwindigkeit am Eintritt,c2u die Absolutgeschwindigkeit beim Austritt bedeuten.
DE2414110A 1974-03-23 1974-03-23 Radialverdichterstufe Pending DE2414110A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2414110A DE2414110A1 (de) 1974-03-23 1974-03-23 Radialverdichterstufe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2414110A DE2414110A1 (de) 1974-03-23 1974-03-23 Radialverdichterstufe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2414110A1 true DE2414110A1 (de) 1975-10-02

Family

ID=5910974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2414110A Pending DE2414110A1 (de) 1974-03-23 1974-03-23 Radialverdichterstufe

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2414110A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1757814A1 (de) * 2005-08-26 2007-02-28 ABB Turbo Systems AG Kreiselverdichter
WO2016041789A1 (de) * 2014-09-17 2016-03-24 Siemens Aktiengesellschaft Radialturbofluidenergiemaschine
CN105864098A (zh) * 2016-05-24 2016-08-17 江苏大学 一种中高比转速离心泵叶轮双端折边叶片结构的设计方法
DE102012207727B4 (de) * 2012-05-09 2019-04-18 Man Energy Solutions Se Radialverdichter
EP4098886A1 (de) * 2021-05-31 2022-12-07 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation Zentrifugalverdichter

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1757814A1 (de) * 2005-08-26 2007-02-28 ABB Turbo Systems AG Kreiselverdichter
WO2007022648A1 (de) * 2005-08-26 2007-03-01 Abb Turbo Systems Ag Kreiselverdichter
DE102012207727B4 (de) * 2012-05-09 2019-04-18 Man Energy Solutions Se Radialverdichter
WO2016041789A1 (de) * 2014-09-17 2016-03-24 Siemens Aktiengesellschaft Radialturbofluidenergiemaschine
CN105864098A (zh) * 2016-05-24 2016-08-17 江苏大学 一种中高比转速离心泵叶轮双端折边叶片结构的设计方法
EP4098886A1 (de) * 2021-05-31 2022-12-07 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation Zentrifugalverdichter
US11788536B2 (en) 2021-05-31 2023-10-17 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation Centrifugal compressor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0690206B1 (de) Diffusor für Turbomaschine
EP0802305B1 (de) Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
US2419669A (en) Diffuser for centrifugal compressors
DE2552466B2 (de) Überschalldiffusor für Zentrifugalkompressoren
DE724553C (de) Ausbildung des Arbeitsraumes in einem Kreiselradverdichter, in dem das gefoerderte Gas aus dem Laufrad mit UEberschallgeschwindigkeit austritt
DE3012904A1 (de) Mit schaufeln versehener diffusor fuer eine stroemungsmaschine
DE846802C (de) Turbine fuer gas- oder dampffoermige Druckmittel
DE2113514B2 (de) Überschall-Axialverdichter mit einem zylindrischen oder konischen divergierenden die Einlauföffnung hinten verlängernden Körper
EP3390832B1 (de) Rückführstufe einer radialturbofluidenergiemaschine
DE2414110A1 (de) Radialverdichterstufe
DE102013001231B4 (de) Abgasführung einer Abgasnutzturbine für ein Turbocompound-System und Turbocompound-System
DE102009043230A1 (de) Radialverdichterdiffusor
DE102015014900A1 (de) Radialturbinengehäuse
DE2524710A1 (de) Radialverdichterstufe
DE3439780A1 (de) Ventilator, insbesondere rohrventilator
EP3298285B1 (de) Leitschaufel für einen diffusor eines radialverdichters
WO2018060068A1 (de) Schaufeln mit in strömungsrichtung s-förmigem verlauf für laufräder radialer bauart
DE20319741U1 (de) Radial- oder Diagonal-Ventilator
DE722059C (de) Spiralgehaeuse fuer Stroemungsmaschinen
EP3848590A1 (de) Abströmbereich eines verdichters, verdichter mit einem solchen abströmbereich, und turbolader mit dem verdichter
DE1403083A1 (de) Radialventilator oder -pumpe mit Eintrittsduese
DE102015113985A1 (de) Zentrifugalpumpe
EP3760876A1 (de) Diffusor für eine strömungsmaschine
JPS6261800B2 (de)
DE102021204349A1 (de) Zentrifugalkompressor und Zentrifugalkompressor-Spiralgehäuse

Legal Events

Date Code Title Description
OI Miscellaneous see part 1