SE441381B - Anordning for undertryckande av resonanser i en diffusor - Google Patents

Description

7904898-9 2 tidigt undvika att ytterligare strömningsförluster uppträder.

I Enligt uppfinningen uppnås detta syfte vid en anordning av inledningsvisangivet slag genom att en tvärsnittsföränd- ring är anordnad i diffusors utlopp för att ändra den akust- iska impedansen, vilken tvärsnittsförändring sträcker sig över en längd som står i ett bestämt förhållande till våg- längden av den akustiska våg som skall undertryckas och som kan sträcka sig symmetriskt eller assymmetriskt över omkretsen av diffusorutlonnef.

~Genom en dylik målinriktad impedansändring i det kritiska frekvensintervallet brytes resonanscykeln i diffusorn.

Då diffusorer i olika strömningsmaskiner och strömningsap- parater i vanliga fall antingen slutar i ett ringrum eller över- går i en kontinuerlig rörledning, kan tvärsnittsförändringen vara en utvidgning, en förträngning eller en riktningsändríng i diffu- sorutloppet, vilken är anordnad antingen symmetriskt eller asym- metriskt pâ den yttre eller vid ringdiffusorer respektive navdif- fusorer är anordnade på den yttre och/eller på den inre omkretsen.

Då diffusorerna av strömningstekniska skäl utformas så att en möjligast långsam och nästan kontinuerlig utvidgning erhålles utmed diffusorn, kan ändringen av den akustiska impedansen i dif- fusorutloppet uppnås i ett bestämt frekvensområde av den akustiska vågen, så att tvärsnittsändringen i diffusorutloppet sker rela- tivt snabbt, dvs. på en sträcka, som är jämförbar med våglängden av den akustiska våg, som skall undertryckas.

Fördelen av uppfinningen ligger särskilt däri, att de åt- gärder, som skall vidtagas, är lätta att kontrollera. Sålunda kan den erforderliga minsta impedansändringen för ett givet diffusor- inlopp specificeras noggrant. Därigenom kan principiellt varje svängning, som kan återföras på diffusorns dimensioner, ändras.

En ytterligare fördel ligger däri, att man ej behöver ingripa i den konstruktivt väsentligt mer kritiska strypningsdelen före dif- fusorinloppet.

Uppfinningen beskrives nedan i form av utföringsexempel och med hänvisning till åtföljande ritningar.

Fig. 1 visar mittpartiet och utloppsdelen av en ventil i vanligt utförande för strömningsmaskiner. Fig. 2 visar ett dia-. gram över tryckmätningar i Spektra] fördelning. Fig. 3-6 visar principiella utföranden av tvärsníttsändríngar enligt uppfinningen.

Fig. 7 visar en variant av ventilutförandet enligt fig. 1.

På fig. 1 och 7 är endast de delar av ventilen visade, vil- ka erfordras för förståelse av uppfinningen. Lika delar är genom- gående försedda med lika hänvisningsbeteckningar. Strömningsrikt- ningen av arbetsmediet är betecknat med pilar. Genom strypstället 1 mellan ventiltallriken 2 och ventilsätet 3 strömmar arbetsmedietp 10 15 20 25 30 35 40 7904898-9 in i ringdiffusorn 4. Från diffusorutloppet 5 strömmar mediet via ringrummet 6 till ventilutloppet 7.

Enligt uppfinningen är en tvärsnittsändring utförd i diffu- sorutloppet 5, vilken i det visade fallet består av en enkel L- fläns 8, vilken är så anordnad, att tvärsnittsytan först förträn- ges och sedan utvidgas.

Vidare framgår, att den vinkelformade flänsen är osymme- triskt anordnad, dvs. med variation tvärs mot strömningsriktningen, på så sätt att förändringen vinkelrätt mot strömningsriktningen fördelar sig olika över omkretsen av díffusorutloppet. Därigenom blir löptiden för de kritiska akustiska vågorna olika lång frän diffusorutloppet till diffusorinloppet. Därigenom ästadkommes att en ytterligare destruktiv interferens hindrar uppkomsten av ett kritiskt vågfält.

Pig. 2 visar en spektralt upplöst tryckmätning i diffusorn enligt fig. 1. Fig. 2a visar tryckmätningen i den diffusor utan ring, medan fíg. Zb visar tryckmätningen i diffusorn med en ring enligt uppfinningen.

På díagrammets abskissa är frekvensen avsatt och på dess ordinata är svängningsamplituden avsatt. Absolutvärden av sväng- ningsamplituden är ej angivna, då dessa är beroende av alltför många parametrar och utan kännedom om dessa blir absolutvärdena ej rättvisande. Som referens kan anges, att spektret enligt fíg.

Zb i visad storleksordning svarar mot normalt brus. Någon diffu- sorsvängning kan i detta fall ej konstateras.

Däremot visar tryckmätningen vid diffusorn utan ring en ut- präglad kavítetssvängning, varvid amplitudvärdet är mindre av- görande än energiinnehâllet av denna svängning, vilket kommer till uttryck i svängningens ytintegral.

Vid denna mätning kan även påvisas, att ändringen av den akustiska impedansen genom anordningen av ringen är utan infly- tande på strömningsförlusterna.

Pig. 5, 4, 5 och 6 visar schematiskt de olika principerna för den möjliga tvärsnittsförändringen.

Figurerna visar strypsystemet 10, den egentliga diffusorn 11 och diffusorutloppet 12 där ingreppet sker.

Enligt fig. 1 rör det sig om on kanalförträngning genom an- ordningen av en symmetrisk insats 14. Enligt fig. 4 är denna in- sats asymmetrískt anordnad, varigenom såsom ovan anförts löptiden för de kritiska akustiska vågorna från diffusorutloppet till dif- 10 15 20 7904898- 9 -4_ _ fusorinloppet och åter blir olika över diffusorns omkrets.

Enligt fig. 5 erhålles en kanalutvidgning genom anordningen av ett ringspär 15, medan enligt fig. 6 strömningen tvingas att ändra riktning efter diffusorutloppet.

I alla visade fall står längden av tvärsnittsändringen x i ett visst förhållande till våglängden av den svängning, som skall undertryckas.

Pig. 7 visar anordningen av tvärsníttsändringen vid änd- ring av strömningsriktningen i utloppet från ett ventilhus enligt fig. 1. Riktningsändringen åstadkommes genom ringformade insatser 16, som är ancrdnade utmed den inre omkretsen av diffusorutleppet.

Givetvis är uppfinningen ej begränsad till de visade och be- skrivna utföríngsexemplen. Sålunda kan exempelvis även ríngspåret enligt fig. 5 eller riktníngsändringen av strömningen enligt fig. 6 görasasymmetriska. Vidare kan förträngningen, utvidgningen och riktningsändríngen utan vidare kombineras med varandra. Vidare. märkes att anordningen enligt uppfinningen principiellt är använd- bar vid alla diffusbrer, vilka befrämjar uppkomsten av akustiska resonanser alstrade i en strömming. w-uvnnv- . .._. .....,. ---«---_. -_ __... .

Claims (6)

10 15 20 25 30 5 79o4e9e~9 PATENTKRAV

1. Anordning för att undertrycka av strömning alstrade resonanser i en diffusor, i vars inlopp ett strypställe är anordnat och i vars utlopp antingen ett ringrum eller en ledning med konstant tvärsnitt är ansluten, k ä n n e - t e c k n a d av att en tvärsnittsförändring (8) är an- ordnad i diffusorns (4) utlopp (5) för att ändra den akustiska impedansen, vilken tvärsnittsförändring sträcker sig över en längd(9 som står i ett bestämt förhållande till våglängden av den akustiska våg som skall undertryckas och som kan sträcka sig symmetriskt eller asymmetriskt över omkretsen av diffusorutloppet.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att tvärsnittsförändringen utgör en utvidgning i form av en över diffusorutloppets omkrets utsträckt kavitet (15).

3. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att tvärsnittsförändringen utgör en förträngning i form av inbyggnadsdelar (8) varvid dessa delar är anordnade ut- med den yttre omkretsen av diffusorutloppet (5).

4. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att tvärsnittsförändringen utgör en krökning av strömnings- kanalen.

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att krökningen av strömningskanalen vid en ringdiffusor (4) åstadkommes med hjälp av ringformade insatser (16), som är anordnade vid den inre omkretsen av diffusorutloppet (5).

6. Användning av anordning enligt föregående krav i turbo- maskinbyggnad, särskilt vid ventiler med en till diffusorn ansluten ringkammare.