ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Рабочие процессы центробежных газовых компрессоров из "Холодильные машины и аппараты" Широкое применение компрессорных машин в различных областях техники вызвало необходимость в машинах большой производительности. [c.63] Принцип действия центробежного компрессора можно пояснить с помощью рис. 20, а. На валу компрессора вращаются рабочие колеса 1 с лопатками. Газ подводится к рабочему колесу и, увлекаемый лопатками, также приходит во вращение. За счет энергии, подводимой к рабочему колесу, газ приобретает скорость и, следовательно, кинетическую энергию, а затем выбрасывается из колеса в направляющее устройство или диффузор 2. В диффузоре кинетическая энергия газа преобразуется в энергию давления, и сжатый газ через обратный канал 3 подводится к следующему рабочему колесу. Проходя последовательно ряд рабочих колес и направляющих устройств, газ в конечном итоге сжимается до нужного давления. [c.63] Обычно центробежные компрессоры изготовляют для получения сжатого газа от 4 до 10 ama, хотя имеются и специальные машины с давлением до 30 ama. Если давление сжатого газа в центробежной машине ниже 4 ama, то она обычно называется турбовоздуходувкой или турбогазодувкой. [c.63] Рассмотрим вначале характер изменения скоростей газа в рабочем колесе. На рис. 20, б изображены скорости газа на входе и выходе из рабочего колеса [54], Газ в направлении оси компрессора подводится к рабочему колесу с абсолютной скоростью . Затем он движется в пространстве между лопатками. Здесь движение газа складывается из вращения его вместе с колесом с окружной скоростью и (переносное движение) и перемещения вдоль лопаток (относительное движение) со скоростью w. Сложив эти два движения, определяем абсолютную скорость с движения газа. При этом предполагаем, что все частицы газа ведут себя одинаково и число лопаток бесконечно большое. [c.63] Кинематика газового потока через рабочее колесо. Обозначив угол, образованный направлениями касательных к лопатке и к окружности колеса р, а угол между направлениями абсолютной с и окружной и скоростей—а, можно в Соответствии с правилами сложения векторных величин (рис. 20, б) выразить абсолютную с и относительную ш скорости газа на входе и выходе из рабочего колеса. Запишем эти выражения, одинаковые для входа и выхода газа в рабочем колесе, относя их к произвольному сечению. Подставляя далее в эти выражения подстрочный индекс 1, получим их значения на входе в рабочее колесо, а 2—на выходе из него. [c.64] Рассмотрим теперь процесс, происходящий с газом в рабочем колесе, с энергетической точки зрения. [c.64] Во время вращения рабочего колеса газ под действием центробежных сил отбрасывается от центра к периферии. За счет работы центробежных сил энергия газа возрастает. Вычислим приращение энергии газа за счет работы центробежных сил. [c.64] Величина На называется динамическим напором. [c.65] Последним выражением целесообразно пользоваться для определения теоретического напора выполненного рабочего колеса. [c.66] Выражение (11 — 95) показывает, что теоретический напор газа зависит от производительности компрессора, так как радиальная составляющая абсолютной скорости зависит от величины объема Уц всасываемого компрессором газа. [c.66] Из уравнения (11 — 97) видно, что для определенного колеса теоретический напор меняется вместе с производительностью Уо компрессора. Зависимость от Уо выражается прямой линией. Условие Вц О определяет наклон линии напора. зависит от значения угла Если Рз = 90°, и 1 = 0, то линия Ятоо горизонтальна при 90°, tgP2 имеет отрицательное значение и линия Ятю направлена вверх, а при 2 90° —вниз (рис. 21, а). [c.66] Уравнение (11—98) дает величину теоретического напора Ят при радиальном входе газа в колесо, т. е. когда треугольник скоростей газа на входе прямоугольный, 1 = 90 и С1 = 0. Такие условия при определенной величине подачи выполнимы, однако изменение производительности влечет за собой их нарушение. Режим работы машины при соблюдении 1 = 0 называется нормальным и является наиболее выгодным, так как при нем Нтсо имеет наибольшее значение. [c.66] Важно отметить, что величина угла Рз влияет на соотношение статической Нп и динамической составляющей напора Яа. [c.67] Величина р имеет обычно значение 0,6 —0,7. [c.67] Критерий Ма во избежание лишних потерь рекомендуют выбирать не больше 0,7. [c.68] быходя из рабочего колеса, обладает еще запасом кинетической энергии, которая должна быть преобразована в энергию давления до поступления его в нагнетательный трубопровод, чтобы избежать лишней траты энергии на движение газа по нагнетательному трубопроводу с большей скоростью, чем это требуется. Поэтому в центробежных машинах для повышения давления газа за счет его скорости применяют специальные устройства (рис. 21, в), состоящие из кольцевого диффузора 1, направляющего, аппарата 2, снабженного лопатками, выполняющими функции диффузора, улитки или спирали 3 и конусного диффузора 4. [c.68] Названные устройства используют в различных сочетаниях. [c.68] Выражение (И - 105) называйся законом площадей. Из него следуе т, что так как г , то Сд . Таким обрагом, при проходе газа через кольцевой диффузор падает ие только радиальная с,., но и тангенциальная составляющая скорости а следовательно и абсолютная скорость с. Сделанные выводы не учитывают сжимаемости газа в диффузоре и требуют при переходе к реальным ) азам некоторых корректив, не изменяющих, однако, качественную сторону явления. [c.69] По выходе из кольцевого диффузора газ может поступать к следующей ступени или обратным каналам, или в улитку с плавным очертанием поверхностей стенок, обеснечиваюняим плавное его течение к выходу. [c.69] Вернуться к основной статье