32. Особенности течения газа в щелевом диффузоре цбк.

Безлопаточный (щелевой) диффузор представляет собой кольцевое пространство за рабочим колесом, ограниченное стенками корпуса, изменение площади проходного сечения которого происхо дит за счет увеличения радиуса и реже - за счет ширины канала.

Движение газа в безлопаточном диффузоре характеризуется двумя особенностями. Первая из них касается формы траектории. Если допустить, что рабочая среда идеальная, силы трения отсутствуют, то, как показано на рис, на частицу газа массой dm и размерами rdQ, dr и da действуют только центробежная сила и сила давления.

Как видно из схемы, эти внешние для газа силы дают отно­сительно оси вращения равнодействующий момент М_вн = 0.

траекторией движения частиц газа в щеле вом диффузоре является логарифмическая спираль. Особенностью такой траектории является большая протяженность, поскольку из-за стремления повысить напор ступени при проектировании колеса увеличивают с_2и, a это приводит к уменьшению α₂ и росту длины траектории. Последнее является причиной возрастания гидравлических потерь. Щелевой диффузор оказывается обычно самым низко экономичным элементом компрессора.

Вторая особенность течения газа в безлопаточном диффузоре заключается в возможности перехода через звуковой порог без скачков уплотнения. Бесканальная форма течения в безлопаточном диффузоре способствует расширению диапазона устойчивой работы, однако на расчетном режиме КПД компрессора при этом снижается. Поэтому, если усложне­ние конструкции экономически оправдывается, в компрессорах стремятся применять лопаточные диффузоры. Назначением щелевого диффузора в этом случае остается обеспечение перехода потока через звуковой порог и выравнивание его перед следующим лопаточным диффузором.

Лопаточный диффузор представляет собой круговую решетку профилей, установленную между боковыми стенками корпуса за щелевым диффузором. Применение лопаток позволяет более эффективно преобразовывать кинетическую энергию в потенциальную. Для уменьшения потерь при обтекании входных кромок лопаток лопаточного диффузора их устанавливают из условия практически безударного входа. Именно увеличение лопаточных углов к периферии обусловливает «раскручивающее» воздействие лопаток на поток, сокращение длины траектории по сравнению с логарифмической спиралью. (Угол изгиба профиля от 13 до 18 градусов).

35. Рабочие процессы водокольцевого и пластинчатого компрессоров.

Пластинчатый компрессор, как и винтовой, имеет внутрен­нюю степень повышения давления, определяемую положением выпуск­ного окна. Индикаторная диаграмма процесса аналогична рассмотрен­ной выше, конструктивная схема пластинчатого компрессора пред­ставлена на рис. 14.9. Ротор 1 имеет пазы, в которых размещены пласти­ны 2, а сам ротор установлен эксцентрично в цилиндрической расточке корпуса 3. Наружная поверхность ротора и внутренняя поверхность статора образуют серповидное пространство, которое разделено пла­стинами на камеры. При вращении ротора объем каждой камеры

изменяется: увеличивается на участке всасывания и уменьшается на участках сжатия и нагнетания. Количество пластин зависит от давле­ния и при высоких давлениях бывает не менее 20, чтобы уменьшить перепад давления между отдельными камерами и сократить протечки газа. Частота вращения ротора ограничивается силами инерции, прижи­мающими лопатки к корпусу и увеличивающими потери мощности на трение. В связи с этим механический КПД пластинчатого компрессора находится в пределах 0,85- 0,92.

Водокольцевой компрессор (компрессор с жидкостным поршнем) по конструкции и принципу действия не отличается от водокольцевого насоса, рассмотренного в гл. 4 и изображенного на рис. 4.2. Рабочий процесс аналогичен описанному в пластинчатом компрессоре, но в связи с тем, что при сжатии газ непосредственно контактирует с жидкостным кольцом, он активно охлаждается, обес­печивая изотермический процесс сжатия. Жидкость в кольце нагрева­ется и требуется система для поддержания постоянной температуры этой жидкости. Всасывающее и нагнетательное окна выполнены в торцевых крышках корпуса. Машины с жидкостным кольцом работают на создание вакуума (вакуум-насосы) и разрежение может достигать 98 % при подачах от 0,004 до 7,5 м^э/с.