SU1078139A1

SU1078139A1 - Centrifugal compressor stage

Info

Publication number: SU1078139A1
Application number: SU833548917A
Authority: SU
Inventors: Василий Евгеньевич Евдокимов; Анатолий Иванович Репринцев; Валентин Геннадиевич Соловьев; Кир Борисович Саранцев
Original assignee: Предприятие П/Я А-3513; Предприятие П/Я В-2803
Priority date: 1983-02-04
Filing date: 1983-02-04
Publication date: 1984-03-07

Abstract

СТУПЕНЬ ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА, содержаща установленные последовательно по ходу рабочего тела рабочее колесо, диффузор, поворотное осесимметричное колено и лопаточный обратный направл ющий аппарат, отличающа с тем, что, с целью повыщени КПД во всем диапазоне рабочих режимов компрессора , в поворотном колене перед лопатками обратного направл ющего аппарата установлено кольцевое криволинейное направл ющее ребро с возможностью осевого перемещени , причем радиус вогнутой поверхности кольцевого направл ющего ребра определ етс из уравнени R r-f THE STAGE OF THE CENTRIFUGAL COMPRESSOR, containing an impeller, a diffuser, a rotary axisymmetric knee and a blade return guide vane, arranged in series along the working body, characterized in that, in order to increase the efficiency in the entire operating range of the compressor, in the rotary knee before the blades of the reverse direction an annular curvilinear guide rib is installed with the possibility of axial displacement, with the radius of the concave surface of the annular guide rib an equation of R r-f

Description

Изобретение относится к компрессоростроению и касается ступеней центробежных компрессоров.The invention relates to compressor engineering and relates to stages of centrifugal compressors.

Известен центробежный компрессор, содержащий рабочее колесо с лопатками и установленные за ним по ходу рабочего тела лопаточный диффузор и поворотное колено Ц ].Known centrifugal compressor containing an impeller with blades and installed behind it along the working fluid of the blade diffuser and rotary elbow C].

И*.·λ·ο;:τ;ι i s j.v такого компрессора является низкий КПД.And *. · Λ · ο;: τ; ι i s j.v of such a compressor is low efficiency.

Наиболее близкой по технической сущности и дост ’гаемому результату к изобретению является ступень центробежного компрессора, содержащая установленные последовательно по ходу рабочего тела рабочее колесо, диффузор, поворотное осесимметричное колено и лопаточный обратный направляющий аппарат [2].The closest in technical essence and achievable result to the invention is a centrifugal compressor stage containing an impeller mounted sequentially along the working fluid, a diffuser, an axisymmetric rotary elbow and a blade return guide apparatus [2].

Недостатком известной ступени является пониженный КПД во всем диапазоне рабочих режимов компрессора вследствие значительных аэродинамических потерь на отрыв и перемешивание потока за диффузором.A disadvantage of the known stage is the reduced efficiency in the entire range of compressor operating modes due to significant aerodynamic losses due to separation and mixing of the flow behind the diffuser.

Целью изобретения является повышение КПД во всем диапазоне рабочих режимов компрессора.The aim of the invention is to increase the efficiency in the entire range of operating modes of the compressor.

Указанная цель достигается тем, что в ступени центробежного компрессора, содержащей установленные последовательно по ходу рабочего тела рабочее колесо, диффузор, поворотное осесимметричное колено и лопаточный обратный направляющий аппарат, в поворотном колене перед лопатками обратного направляющего аппарата установлено кольцевое криволинейное направляющее ребро с возможностью осевого перемещения, причем радиус вогнутой поверхности кольцевого направляющего ребра определяется из уравненияThis goal is achieved by the fact that in the centrifugal compressor stage containing an impeller, a diffuser, an axisymmetric rotary elbow and a blade return guide apparatus installed sequentially along the working fluid, an annular curvilinear guide rib with axial movement is installed in front of the vanes of the reverse guide vanes, moreover, the radius of the concave surface of the annular guide ribs is determined from the equation

R = r+ (0,15—0,35) В₄, где R - радиус вогнутой поверхности кольцевого направляющего ребра;R = r + (0.15-0.35) B ₄ , where R is the radius of the concave surface of the annular guide rib;

г- радиус выпуклой поверхности поворотного осесимметричного колена;g is the radius of the convex surface of the rotational axisymmetric knee;

Ь₄- ширина диффузора на выходе.B ₄ - the width of the diffuser at the exit.

На чертеже изображена ступень центробежного компрессора, продольный разрез.The drawing shows a centrifugal compressor stage, a longitudinal section.

Ступень центробежного компрессора содержит установленные последовательно по ходу рабочего тела рабочее колесо 1, диффузор 2, поворотное осесимметричное колено 3 и лопаточный обратный направляющий аппарат 4, в поворотном осессимметричном колене 3 перед лопатками обратного направляющего аппарата установлено коль цевое криволинейное направляющее ребро 5 с возможностью осевого перемещения, причем радиус R вогнутой поверхности кольцевого направляющего ребра 5 определяют из уравненияThe centrifugal compressor stage comprises an impeller 1, a diffuser 2, an axisymmetric rotary elbow 3 and a rotary blade guide apparatus 4 mounted in series along the working fluid, an annular curved guide rib 5 with axial movement moreover, the radius R of the concave surface of the annular guide ribs 5 is determined from the equation

R = г + (0,15—0,35) В₄, где R - радиус вогнутой поверхности кольцевого направляющего ребра 5;R = r + (0.15-0.35) B ₄ , where R is the radius of the concave surface of the annular guide rib 5;

г - радиус выпуклой поверхности поворотного осесимметричного колена 3;g is the radius of the convex surface of the rotational axisymmetric knee 3;

В₄ - шинина диффузора 2 на выходе.In ₄ - busbar of the diffuser 2 at the output.

Кольцевое криволинейное направляющее ребро 5 выполнено так, что его наружный диаметр D превышает наружный диаметр D₄ диффузора 2 на величину 3(R+J), где (Г — толщина кольцевого криволиней¹⁵ ного направляющего ребра 5. Диффузор 2 и обратный направляющий аппарат 4 разделены диафрагмой 6.The annular curvilinear guide rib 5 is made so that its outer diameter D exceeds the outer diameter D _{4 of the} diffuser 2 by 3 (R + J), where (G is the thickness of the annular curvilinear ^{15 of the} guiding rib 5. The diffuser 2 and the reverse guide apparatus 4 are separated aperture 6.

Перемещение кольцевого криволинейного направляющего ребра 5 в направлении ₂θ оси компрессора обеспечивают штоками 7.The movement of the annular curved guide rib 5 in the direction ₂ θ of the compressor axis is provided by rods 7.

При работе компрессора поток, выходящий из диффузора 2, делится кольцевым криволинейным направляющим ребром 5 на две части. Меньшая часть потока, составляющая около 15—35% по расходу, прохо25 дит по каналу, образованному выпуклой поверхностью поворотного осесимметричного колена 3 и вогнутой поверхностью кольцевого криволинейного направляющего ребра 5.When the compressor is operating, the stream exiting the diffuser 2 is divided into two parts by an annular curved guide rib 5. A smaller part of the flow, which is about 15–35% in terms of flow rate, passes through the channel formed by the convex surface of the rotational axisymmetric knee 3 and the concave surface of the annular curved guide rib 5.

Большая часть потока, составляющая ³⁰ около 65—85% по расходу, проходит по каналу, образованному вогнутой поверхностью поворотного осесимметричного колена 3 и выпуклой поверхностью кольцевого криволинейного направляющего ребра 5, благодаря чему достигается снижение аэродинамичес³⁵ ких потерь на отрыв потока за счет более равномерных полей скоростей в каналах и уменьшения локальных диффузорностей потока у выпуклых поверхностей каналов.Most of the flow, which is ³⁰ about 65-85% of the flow rate, passes through the channel formed by the concave surface of the rotational axisymmetric knee 3 and the convex surface of the annular curved guide rib 5, thereby reducing aerodynamic loss ³⁵ due to more uniform fields velocities in the channels and a decrease in the local diffusivities of the flow at convex surfaces of the channels.

При изменении режимов работы коль4Q цевое криволинейное направляющее ребро 5 перемещается в направлении оси компрессора с помощью штока 7, благодаря чему достигается уменьшение дополнительных потерь на перемешивание потока за диффузором 2, вызванных неравномерностью 45 полей скоростей потока по ширине В₄ диффузора на выходе.When changing the operating modes, the col4Q core curvilinear guide rib 5 moves in the direction of the compressor axis using the rod 7, thereby reducing the additional losses for mixing the flow behind the diffuser 2, caused by the unevenness of the 45 fields of flow velocities along the width B _{4 of the} diffuser at the output.

Таким образом, такое выполнение ступеней центробежных компрессоров позволяет повысить КПД во всем диапазоне их рабочих режимов.Thus, this implementation of the stages of centrifugal compressors can increase efficiency in the entire range of their operating modes.

Редактор П. Коссей Заказ 904/28 Editor P. Cossey Order 904/28 Составитель Н. Фетисова Техред И. Верес Корректор В. Бутяга Тираж 624 Подписное Compiled by N. Fetisov Tehred I. Veres Corrector V. Butyaga Circulation 624 Subscription

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытийVNIIIPI of the USSR State Committee for Inventions and Discoveries

113035, Москва, Ж—35, Раушская наб., д. 4/5113035, Moscow, Zh-35, Raushskaya nab., D. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4Branch of the PPP "Patent", Uzhhorod, st. Project, 4

Claims

CENTRIFUGAL COMPRESSOR STAGE, which contains an impeller mounted in series along the working fluid, a diffuser, an axisymmetric rotary elbow and a blade reverse guide apparatus, characterized in that, in order to increase the efficiency in the entire range of compressor operating modes, in the rotary knee in front of the vanes of the reverse guide apparatus an annular curvilinear guide rib is mounted with axial movement, the radius of the concave surface of the annular guide rib being determined from the equation

R = r + (0.15-0.35) B ₄ , where R is the radius of the concave surface of the annular guide rib;

g is the radius of the convex surface of the rotational axisymmetric knee;

Vd is the width of the diffuser at the outlet.

o <1 oo

OS CD