Типы рабочих колес центробежных компрессоров

Центробежным называют радиальный компрессор, в котором поток газа во вращающихся решетках лопаток направлен от центра к периферии.

Центробежный компрессор относится к классу динамических лопастных машин, которые называют турбокомпрессорами.

Видео:Центробежный компрессорСкачать

Типы центробежных компрессоров

В зависимости от особенностей конструкции можно выделить несколько разновидностей центробежных компрессоров.

• с полуоткрытым рабочим колесом
• с закрытым рабочим колесом

По типу отводящего аппарата:

• с лопаточным диффузором
• с безлопаточным диффузором

Одноступенчатый центробежный компрессор

Схема одноступенчатого центробежного компрессора авиационного типа показана на рисунке.

Рабочее колесо с двухсторонним отводом установлено в корпусе насоса, воздух из атмосферы через входной направляющий аппарат подводится к центральной части рабочего колеса. При вращении колеса лопатки воздействуют на частицы воздуха, передавая им энергию. В результате взаимодействия с лопатками разогнанные частицы воздуха под действием центробежной силы переносятся к периферии рабочего колеса, попадая в выходной направляющий аппарат (или спиральный отвод), где часть кинетической энергии газа переводится в потенциальную.

Одноступенчатые компрессоры можно применять не только для получения сжатого воздуха, но и для нагнетания других газов.

Многоступенчатый центробежный турбокомпрессор

На рисунке показана схема многоступенчатого центробежного компрессора.

При вращении рабочего колеса центробежного компрессора за счет воздействия центробежных сил частицы газа отбрасываются от центра к периферии, затем поток через охладитель, диффузор или направляющий аппарат на вход последующей ступени. Степень повышения давления на каждой ступени зависит от возрастания скорости движения газа. На выходе последней ступени установлен отвод, который позволяет часть кинетической энергии преобразовать в потенциальную, а значит повысить давление газа.

Многоступенчатые турбокомпрессоры способны обеспечить значительно большую степень сжатия воздуха, они получили более широкое распространение, чем одноступенчатые.

Рабочие колеса центробежных компрессоров

Лопатки рабочего колеса воздействуют на частицы газа в компрессоре, профилирование лопаток, правильный выбор геометрии колеса позволяет повысить КПД компрессора и получить нужные характеристики.

Закрытое рабочее колесо

Закрытое рабочее колесо центробежного компрессора состоит из базового диска, лопаток, и переднего покрывающего диска.

С целью увеличения КПД насоса лопатки выполняют загнутыми назад. Колеса закрытого типа применяются в том случае, если окружная скорость не превышает 300 м/с. Как правило закрытые колеса используют в многоступенчатых компрессорах.

Полуоткрытое рабочее колесо

В полуоткрытых колесах отсутствует передний покрывающий диск, внешний вид колеса полуоткрытого типа показан на рисунке.

Полуоткрытые рабочие колеса применяют при окружных скоростях на выходе колеса превышающих 300 м/с, в том числе и в одноступенчатых центробежных компрессорах авиационного типа.

Входной направляющий аппарат

Направляющие лопатки, установленные на входе компрессора предварительно закручивают поток газа в сторону вращения рабочего колеса. Это позволяет снизить относительную скорость, таким образом, чтобы число Маха не превышало 0,9. Кроме того, направляющие лопатки на входе центробежных компрессоров позволяет снизить потери во входном устройстве.

Читайте также: Шкив компрессора маз 5336

Применение направляющих лопаток позволяет увеличить КПД центробежного компрессора.

Отводящее устройство

Отводящее устройство или направляющий аппарат в центробежном компрессоре предназначено для направления потока газа в нагнетательный трубопровод или на вход последующей ступени сжатия. В отводящем устройстве кинетическая энергия потока газа преобразовывается в потенциальную, в результате чего скорость движения частиц падает, а давление возрастает.

Безлопаточный отвод

Безлопаточным отводом считают кольцевой канал в корпусе компрессора, в которой поступает газ от рабочего колеса.

Безлопаточный отвод может быть кольцевым или спиральным. Диаметр проходного сечения в кольцевом отводе по ходу движения потока газа не изменяется.

Спиральный отвод

В спиральном отводе или безлопаточном диффузоре диаметр проходного сечения по ходу движения газа увеличивается. Отвод представляет собой расширяющийся патрубок с переменным, относительно оси вращения колеса, диаметром. Для снижения скорости газа в отводе в 2 раза, его диаметр также должен быть увеличен в 2 раза.

Лопаточный отвод

Если в отводе имеются лопатки, то его называют лопаточным диффузором. Использование лопаток, направляющих поток, позволяет снизить скорость движения потока сжатого газа, и уменьшить габаритные размеры отвода.

Форма и расположение лопаток зависят от особенностей компрессора. Например в многоступенчатых центробежных компрессорах часто используют лопатки одинаковой формы, образующих радиальную решетку.

Видео:Как работает торцевое уплотнение? / Центробежный насосСкачать

Применение центробежных турбокомпрессоров

Центробежные машины используют на компрессорных станциях металлургических заводов, машиностроительных предприятий, в горнодобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности, для транспортировки больших объемов газа.

Видео:Как работает центробежный насос? Основные типы конструкций центробежных насосовСкачать

Рабочие колеса центробежных компрессоров

6.4.1. Типы рабочих колёс

Рабочие колеса в центробежных компрессорах могут быть трех типов (рис. 6.4).

Колеса закрытого типа представляют собой монолитный диск с выполненными в его полости криволинейными каналами (Рис. 6.4,а). Такие колеса имеют наиболее высокие КПД ввиду незначительных потерь на трение воздуха. Однако они сложны в изготовлении и значения окружных скоростей , допускаемых по условию прочности, меньше, чем у других типов.

а)	б)	в)
Рис. 6.4. Типы рабочих колес центробежных компрессоров

Колеса открытого типа состоят из втулки и прямых радиальных лопаток (Рис. 6.4, б). Такие колеса имеют низкий КПД и практически не применяются.

Колеса полуоткрытого типа имеют одну торцевую стенку с расположенными на ней лопатками (Рис.6.4, в). Эти колеса получили широкое применение. Они имеют относительно высокий КПД, просты в изготовлении и обладают достаточной прочностью.

По форме лопаток различают рабочие колеса с лопатками:

а)	б)	в)
Рис. 6.5. Формы лопаток рабочих колес на выходе

Из треугольников скоростей потока на выходе из колеса видно, что при скорость в колесе с лопатками загнутыми вперед наибольшая. Поэтому степень повышения давления и энергия, передаваемая воздуху, в таких колесах будут наибольшими. Однако преобразование кинетической энергии в потенциальную энергию давления сопровождается повышенными потерями, что снижает КПД компрессора. Кроме того, такие колеса обладают малой прочностью и поэтому могут применяться лишь при малых окружных скоростях. Характеристики компрессора при этом крутые и они имеют повышенную склонность к неустойчивой работе. При увеличении производительности мощность на привод компрессора существенно возрастает.

Читайте также: Компрессор для сжижения пропана

Рабочие колеса с радиальными лопатками имеют самое широкое применение в центробежных компрессорах. Из-за отсутствия изгибающих усилий они могут работать при очень высоких окружных скоростях до 550 м/с, что позволяет достичь высоких значений и даже выше. КПД компрессоров с такими колесами несколько выше, чем с лопатками загнутыми вперед.

Рабочие колёса с лопатками, загнутыми назад, имеют наиболее высокие КПД η_k . Они нашли преимущественное применение в стационарных компрессорах. Различают рабочие колёса с лопатками сильно загнутыми назад (= 15-30 0 ), которые называют колёсами насосного типа, и с нормально загнутыми назад лопатками (= 35-55 0 ) – колёса компрессорного типа. Следует отметить, что в настоящее время некоторые зарубежные фирмы предпринимают попытки применить в турбокомпрессорах рабочие колёса с выходными углами лопаток = 55-90 ° .

Осевая длина колеса связана в первую очередь с типом турбокомпрессора и величиной относительной меридиональной скорости .

В турбокомпрессорах с подшипниками по концам ротора с целью уменьшения расстояния между опорами осевую длину колеса стремятся сделать возможно меньшей, что позволяет уменьшить габариты агрегата наддува и критическую частоту вращения ротора. Обычно у таких турбокомпрессоров относительная длина

В турбокомпрессорах с консольным расположением колес ограничение осевой длины колеса определяется стремлением уменьшить его массу и увеличить критическую частоту вращения ротора. Обычно у таких ТКР

Определенное влияние на характеристику компрессора имеет ширина колеса на выходе , которая зависит от плотности и скорости воздуха на выходе. С уменьшением характеристика компрессора смещается в зону меньших значений .

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Видео:Практическое занятие 2: Краткое описание алгоритма построения рабочего колеса центробежного насосаСкачать

Рабочие колеса центробежных компрессоров

6.4.1. Типы рабочих колёс

Рабочие колеса в центробежных компрессорах могут быть трех типов (рис. 6.4).

Колеса закрытого типа представляют собой монолитный диск с выполненными в его полости криволинейными каналами (Рис. 6.4,а). Такие колеса имеют наиболее высокие КПД ввиду незначительных потерь на трение воздуха. Однако они сложны в изготовлении и значения окружных скоростей , допускаемых по условию прочности, меньше, чем у других типов.

Рис. 6.4. Типы рабочих колес центробежных компрессоров

Колеса открытого типа состоят из втулки и прямых радиальных лопаток (Рис. 6.4, б). Такие колеса имеют низкий КПД и практически не применяются.

Колеса полуоткрытого типа имеют одну торцевую стенку с расположенными на ней лопатками (Рис.6.4, в). Эти колеса получили широкое применение. Они имеют относительно высокий КПД, просты в изготовлении и обладают достаточной прочностью.

По форме лопаток различают рабочие колеса с лопатками:

Рис. 6.5. Формы лопаток рабочих колес на выходе

Из треугольников скоростей потока на выходе из колеса видно, что при скорость в колесе с лопатками загнутыми вперед наибольшая. Поэтому степень повышения давления и энергия, передаваемая воздуху, в таких колесах будут наибольшими. Однако преобразование кинетической энергии в потенциальную энергию давления сопровождается повышенными потерями, что снижает КПД компрессора. Кроме того, такие колеса обладают малой прочностью и поэтому могут применяться лишь при малых окружных скоростях. Характеристики компрессора при этом крутые и они имеют повышенную склонность к неустойчивой работе. При увеличении производительности мощность на привод компрессора существенно возрастает.

Рабочие колеса с радиальными лопатками имеют самое широкое применение в центробежных компрессорах. Из-за отсутствия изгибающих усилий они могут работать при очень высоких окружных скоростях до 550 м/с, что позволяет достичь высоких значений и даже выше. КПД компрессоров с такими колесами несколько выше, чем с лопатками загнутыми вперед.

Рабочие колёса с лопатками, загнутыми назад, имеют наиболее высокие КПД η_k . Они нашли преимущественное применение в стационарных компрессорах. Различают рабочие колёса с лопатками сильно загнутыми назад ( = 15-30 0 ), которые называют колёсами насосного типа, и с нормально загнутыми назад лопатками ( = 35-55 0 ) – колёса компрессорного типа. Следует отметить, что в настоящее время некоторые зарубежные фирмы предпринимают попытки применить в турбокомпрессорах рабочие колёса с выходными углами лопаток = 55-90 ° .

Осевая длина колеса связана в первую очередь с типом турбокомпрессора и величиной относительной меридиональной скорости .

В турбокомпрессорах с подшипниками по концам ротора с целью уменьшения расстояния между опорами осевую длину колеса стремятся сделать возможно меньшей, что позволяет уменьшить габариты агрегата наддува и критическую частоту вращения ротора. Обычно у таких турбокомпрессоров относительная длина

В турбокомпрессорах с консольным расположением колес ограничение осевой длины колеса определяется стремлением уменьшить его массу и увеличить критическую частоту вращения ротора. Обычно у таких ТКР

Определенное влияние на характеристику компрессора имеет ширина колеса на выходе , которая зависит от плотности и скорости воздуха на выходе. С уменьшением характеристика компрессора смещается в зону меньших значений .

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/tipy-rabochih-koles-tsentrobezhnyh-kompressorov

  🔍 Видео

  Видеоурок "Классификация компрессоров"Скачать

  

  Как работает центробежный газовый компрессорСкачать

  

  Как работаетй осевой компрессор или вентиляторСкачать

  

  Пятиступенчатые центробежные компрессоры Dresser RandСкачать

  

  Курс ""Турбомашины" Глава 3.2 Рабочий процесс центробежного компрессора. ч. 1 (лектор Батурин О.В.)Скачать

  

  Все о компрессорахСкачать

  

  Центробежные компрессоры SeAH в РоссииСкачать

  

  Лекция 3.3 Размеры рабочего колесаСкачать

  

  Лекция 3.1 Движение жидкости в рабочем колесе центробежного насосаСкачать

  

  1 Урок. Современные методы проектирования центробежных компрессоровСкачать

  

  Многоступенчатый центробежный компрессорСкачать

  

  Иллюстрация работы центробежных компрессоров, вентиляторов, насосовСкачать

  

  Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать

  

  Лекция 5. Компрессоры кондиционеровСкачать

  

  Центробежный насос - устройство и принцип работыСкачать

  

  2 Урок. Современные методы проектирования центробежных компрессоровСкачать