RU2622775C2 - Периферийное осесимметричное колено центробежной ступени - Google Patents
Периферийное осесимметричное колено центробежной ступени Download PDFInfo
- Publication number
- RU2622775C2 RU2622775C2 RU2014100750A RU2014100750A RU2622775C2 RU 2622775 C2 RU2622775 C2 RU 2622775C2 RU 2014100750 A RU2014100750 A RU 2014100750A RU 2014100750 A RU2014100750 A RU 2014100750A RU 2622775 C2 RU2622775 C2 RU 2622775C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- knee
- elbow
- rin
- peripheral
- width
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/445—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
Изобретение относится к центробежным турбомашинам и может использоваться в центробежных ступенях, имеющих периферийное осесимметричное колено, выпуклый и вогнутый обводы которого выполнены по радиусам. Изобретение позволяет уменьшить потери напора рабочей среды в колене за счет оптимизации выходной ширины и радиуса выпуклого обвода. Рекомендуемые значения этих параметров зависят как от входной ширины колена, так и от входного угла потока рабочей среды в радиальной плоскости. Потери напора уменьшаются благодаря совокупной минимизации кривизны и длины пространственных линий тока рабочей среды в колене. 10 ил.
Description
Изобретение относится к энергетическим турбомашинам и может использоваться в центробежных компрессорах, нагнетателях и насосах.
Известно периферийное осесимметричное колено центробежной ступени, в котором меридиональные обводы представляют собой полуэллипсы (USA 4344737, 17.08.1982). Недостатком такого колена является сложность технологии изготовления меридиональных обводов.
Отмеченный недостаток устранен в периферийных осесимметричных коленах, меридиональные обводы которых имеют простую форму. Известное периферийное осесимметричное колено (Евдокимов В.Е., Репринцев А.И. О совершенствовании обратного направляющего аппарата ЦКМ // Энергомашиностроение, 1984, №10, с.2-5) содержит меридиональные обводы, выполненные по радиусам. Благодаря этому технология изготовления обводов не сложна.
Недостаток известного периферийного осесимметричного колена заключается в повышенных потерях напора рабочей среды. Причина повышенных потерь напора состоит в том, что рекомендуемые выходная ширина колена и радиус его выпуклого обвода задаются зависящими только от входной ширины колена, в то время как в действительности оптимальные величины их зависят также и от входного угла потока рабочей среды в радиальной плоскости.
Задачей настоящего изобретения является уменьшение потерь напора в периферийном осесимметричном колене центробежной ступени путем задания выходной ширины и радиуса выпуклого обвода зависящими как от входной ширины колена, так и от входного угла потока рабочей среды.
Указанная задача достигается тем, что в известном периферийном осесимметричном колене, содержащем выполненные по радиусам выпуклый и вогнутый меридиональные обводы, выходная ширина bвых колена и радиус rвып его выпуклого обвода определяются соотношениями
в которых
bвх - входная ширина колена;
αвх - входной угол потока рабочей среды в радиальной плоскости, выраженный в радианах.
Данное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия", так как оно, в отличие от известных технических решений, устанавливает зависимость оптимальных величин выходной ширины и радиуса выпуклого обвода колена как от входной ширины, так и от входного угла потока рабочей среды в радиальной плоскости.
На фиг.1 изображено периферийное осесимметричное колено центробежной ступени, меридиональный разрез; на фиг.2 - радиальный разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - радиальный разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - зависимости оптимальных значений отношений bвых/bвх и rвып/bвх от угла αвх; на фиг.5 - зависимости коэффициента потерь напора в колене ζ от отношения bвых/bвх при различных rвып/bвх для типичного в центробежных ступенях угла αвх=30 град=0.5236 рад; на фиг.6 - зависимости ζ от отношения bвых/bвх при различных rвып/bвх для малого αвх=10 град=0.1745 рад; на фиг.7 - зависимости ζ от отношения bвых/bвх при различных rвып/bвх для предельно большого αвх=90 град=1.5708 рад; на фиг.8 - зависимости ζ от отношения rвып/bвх при различных bвых/bвх для αвх=30 град=0.5236 рад; на фиг.9 - зависимости ζ от отношения rвып/bвх при различных bвых/bвх для αвх=10 град=0.1745 рад; на фиг.10 - зависимости ζ от отношения rвып/bвх при различных bвых/bвх для αвх=90 град=1.5708 рад.
Периферийное осесимметричное колено содержит выпуклый меридиональный обвод 1 и вогнутый меридиональный обвод 2. Выпуклый меридиональный обвод 1 выполнен по радиусу rвып. Вогнутый меридиональный обвод 2 выполнен по радиусу rвогн. Выходная ширина bвых колена и радиус rвып соответствуют изобретению. Радиус rвогн однозначно определяется входной шириной bвх, радиусом rвып и выходной шириной bвых:rвогн=(bвх+2rвып+bвых)/2.
Периферийное осесимметричное колено работает следующим образом.
Поток рабочей среды поступает во входное сечение 3 колена со скоростью cвх и входным углом αвх. При этом меридиональная составляющая cm.вх скорости cвх направлена от оси ступени. По мере перемещения рабочей среды по колену меридиональная составляющая cm скорости c, благодаря изогнутости колена в меридиональной плоскости на 180 град, постепенно изменяет направление на противоположное и в выходном сечении 4 колена направлена к оси ступени. Окружная составляющая cu скорости c изменяется в колене главным образом в соответствии с законом постоянства момента количества движения. Вследствие этих закономерностей изменения cm и cu линии тока рабочей среды в колене - криволинейные и пространственные. Течение рабочей среды по колену сопровождается потерями напора вследствие трения рабочей среды о выпуклый 1 и вогнутый 2 меридиональные обводы, а также вследствие поперечных и продольных градиентов скорости c.
Величина коэффициента потерь напора ζ определяется в основном отношениями bвых/bвх и rвып/bвх. Оптимальные значения этих отношений (bвых/bвх)опт и (rвып/bвх)опт, соответствующие минимуму ζ, зависят от угла αвх (фиг.4). Графики (bвых/bвх)опт=f(αвх) и (rвып/bвх)опт=f(αвх), изображенные на фиг.4, построены на базе зависимостей ζ=f(bвых/bвх; rвып/bвх); рассчитанных для ряда значений αвх в диапазоне 5…90 град. Примеры зависимостей ζ=f(bвых/bвх; rвып/bвх) представлены на фиг.5…10. Величины ζ рассчитывались по уточненному варианту методики, изложенной на с.371…377 тома II Трудов XV Международной научно-технической конференции по компрессорной технике, г. Казань, 2011 г.
Изображенные на фиг.4 графики (bвых/bвх)опт=f(αвх) и (rвып/bвх)опт=f(αвх) с незначительной погрешностью аппроксимируются следующими аналитическими выражениями:
в которых размерность αвх - радианы.
Фиксированный коэффициент 1.2 в выражении (3) может быть заменен диапазоном 1.13…1.43, так как согласно фиг.5…7 изменение отношения bвых/bвх в пределах 0.94…1.19 от значения (bвых/bвх)опт увеличивает ζ не более чем на 1%.
Фиксированный коэффициент 6 в выражении (4) может быть заменен диапазоном 3.6…6.6, так как согласно фиг.8…10 изменение отношения rвып/bвх в пределах 0.6…1.1 от значения (rвып/bвх)опт увеличивает ζ не более чем на 1%. Замена коэффициента 1.2 в выражении (3) и коэффициента 6 в выражении (4) указанными диапазонами дает
Из выражений (5) и (6) следуют соотношения (1) и (2) для рекомендуемых изобретением величин bвх и rвып.
Задание bвх колена в соответствии с соотношением (1) и rвып в соответствии с соотношением (2) обеспечивает минимальный коэффициент потерь напора в колене ζ. Одновременно с ζ минимизируются и потери напора, поскольку они равны произведению ζ на (Галеркин Ю.Б. Турбокомпрессоры, 2010, с.417). Согласно соотношениям (1) и (2) рекомендуемые изобретением выходная ширина bвх и радиус rвып выпуклого обвода зависят как от входной ширины bвх колена, так и от входного угла αвх потока рабочей среды. Таким образом, задача настоящего изобретения решена.
Claims (5)
- Периферийное осесимметричное колено центробежной ступени, содержащее выполненные по радиусу выпуклый и вогнутый меридиональные обводы, отличающееся тем, что выходная ширина bвых колена и радиус rвып его выпуклого обвода определяются соотношениями
- в которых bвх - входная ширина колена;
- αвх - входной угол потока рабочей среды в радиальной плоскости, выраженный в радианах.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014100750A RU2622775C2 (ru) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | Периферийное осесимметричное колено центробежной ступени |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014100750A RU2622775C2 (ru) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | Периферийное осесимметричное колено центробежной ступени |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014100750A RU2014100750A (ru) | 2015-07-20 |
RU2622775C2 true RU2622775C2 (ru) | 2017-06-20 |
Family
ID=53611412
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014100750A RU2622775C2 (ru) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | Периферийное осесимметричное колено центробежной ступени |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2622775C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2778762C1 (ru) * | 2021-10-04 | 2022-08-24 | Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Невинтермаш" | Выходное устройство центробежной турбомашины |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4344737A (en) * | 1978-01-30 | 1982-08-17 | The Garrett Corporation | Crossover duct |
RU2173409C1 (ru) * | 2000-04-27 | 2001-09-10 | Журавлев Юрий Иванович | Безлопаточный аппарат промежуточной ступени центробежного нагнетателя |
RU2216648C2 (ru) * | 1997-12-19 | 2003-11-20 | Сосьете Насьональ Д'Этюд Э Де Констрюксьон Де Мотёр Д'Авиасьон "Снекма" | Устройство передачи текучей среды между двумя последовательно расположенными ступенями многоступенчатой центробежной турбомашины |
RU2362909C1 (ru) * | 2008-08-13 | 2009-07-27 | Владимир Дмитриевич Анохин | Многоступенчатый секционный центробежный насос |
JP2011043130A (ja) * | 2009-08-24 | 2011-03-03 | Hitachi Appliances Inc | 遠心圧縮機及び冷凍装置 |
-
2014
- 2014-01-09 RU RU2014100750A patent/RU2622775C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4344737A (en) * | 1978-01-30 | 1982-08-17 | The Garrett Corporation | Crossover duct |
RU2216648C2 (ru) * | 1997-12-19 | 2003-11-20 | Сосьете Насьональ Д'Этюд Э Де Констрюксьон Де Мотёр Д'Авиасьон "Снекма" | Устройство передачи текучей среды между двумя последовательно расположенными ступенями многоступенчатой центробежной турбомашины |
RU2173409C1 (ru) * | 2000-04-27 | 2001-09-10 | Журавлев Юрий Иванович | Безлопаточный аппарат промежуточной ступени центробежного нагнетателя |
RU2362909C1 (ru) * | 2008-08-13 | 2009-07-27 | Владимир Дмитриевич Анохин | Многоступенчатый секционный центробежный насос |
JP2011043130A (ja) * | 2009-08-24 | 2011-03-03 | Hitachi Appliances Inc | 遠心圧縮機及び冷凍装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЕВДОКИМОВ В.Е., РЕПРИНЦЕВ А.И. О совершенствовании обратного направляющего аппарата ЦКМ. Энергомашиностроение, 1984, N 10, с.2-5. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2778762C1 (ru) * | 2021-10-04 | 2022-08-24 | Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Невинтермаш" | Выходное устройство центробежной турбомашины |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014100750A (ru) | 2015-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8602728B2 (en) | Centrifugal compressor diffuser vanelet | |
WO2011054812A3 (de) | Turbomaschine mit axialer verdichtung oder expansion | |
US20180371927A1 (en) | Seal structure and turbine | |
KR101944719B1 (ko) | 임펠러 외경 사이즈 설계 방법 | |
RU2622775C2 (ru) | Периферийное осесимметричное колено центробежной ступени | |
RU2727223C1 (ru) | Способ профилирования элементов проточной части лопастной машины | |
RU2579525C1 (ru) | Радиальная лопаточная решётка центробежной ступени | |
JP2016522357A (ja) | 遠心ロータ | |
US9976566B2 (en) | Radial compressor | |
RU2016138822A (ru) | Насос для подачи высоковязкой текучей среды | |
RU2778762C1 (ru) | Выходное устройство центробежной турбомашины | |
RU2688873C1 (ru) | Ступень центробежного насоса | |
RU2696921C1 (ru) | Лопаточная решётка центробежной турбомашины | |
RU2484311C2 (ru) | Входной радиально-осевой конфузор центробежной ступени | |
RU2452875C2 (ru) | Рабочее колесо центробежного насоса | |
RU2613545C1 (ru) | Реактивное рабочее колесо центробежного насоса | |
RU154906U1 (ru) | Лопатка рабочего колеса высокооборотного осевого компрессора | |
RU2452876C1 (ru) | Ступень центробежного компрессора | |
RU158071U1 (ru) | Направляющий аппарат осевого компрессора | |
RU148959U1 (ru) | Лопатка направляющего аппарата осевого компрессора | |
US20150300259A1 (en) | Aircraft engine | |
RU2015106023A (ru) | Деталь изменения профиля аэродинамического тракта | |
RU2015127790A (ru) | Конфигурация подводящего канала для корпуса улитки центробежного насоса, фланцевый элемент, корпус улитки для центробежного насоса и центробежный насос | |
RU2016132367A (ru) | Горизонтальная насосная установка с узлом первичной ступени и отдельным узлом ступени с напором на всасывающей стороне насоса (NPSH) | |
RU125276U1 (ru) | Рабочее колесо центробежного компрессора |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170517 |