Статор вихревой машины

Статор вихревой машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к вихревым машинам и может быть использовано в области насосостроения, двигателестроения и компрессоростроения. Цель изобретения - повышение эффективности работы машины путем снижения гидравлических потерь. Статор вихревой машины содержит корпус 1, на внутренней поверхности которого выполнена кольцевая камера (К) 2. В К2 расположены лопатки (Л) 3 с рабочими кромками 4. Угол между Л 3 и меридиональной плоскостью /3 25-50°, при этом рабочая кромка 4 ЛЗ образует с меридиональной плоскостью угол а 0-18°. Относительный шаг между Л3 составляетt - 0,35-0,6, где t-шаг ЛЗ, замеренный на диаметре центров рабочих кромок 4; D - ширина К2 Относительная максимальная глубина К2 h 0,45-0,8, где h - максимальная глубина К2 в меридиональном сечении. При работе машины среда в К2 за счет взаимодействия с ЛЗ движется спиралеобразно, оказывая эффективное сопротивление обратному току. При этом за счет выполнения статора машины с указанными соотношениями размеров достигается снижение гидравлических потерь и повышается мощность и КПД машины. 6 ил., 4 табл. (Л t Фа 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ч)s F 04 0 5/00, F 01 D 1/08

ГОСУДАР СТ В Е ННЫ Й КОМИ1 ЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21) 4773041/29 (22) 27.12,89 (46) 07.12.91. Бюл. ¹ 45 (75) В.Д.Анохин, А. Ф, Винокуров, Ю.В. Гусев, С.Ю,Ермаков и А.И.Лепеха (53) 621,671 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 745808, кл. F 01 С 1/30, 1977, (54) СТАТОР ВИХРЕВОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к вихревым машинам и может быть использовано в области насосостроения, двигателестроения и компрессоростроения, Цель изобретения— повышение эффективности работы машины путем снижения гидравлических потерь.

Статор вихревой машины содержит корпус

1, на внутренней поверхности которого выполнена кольцевая камера(К) 2, В К2 расположены лопатки (Л) 3 с рабочими кромками

4. Угол между ЛЗ и меридиональной плоско„„SU „„1697596 А3 стью В= 25 — 50, при этом рабочая кромка 4

ЛЗ образует с меридиональной плоскостью угол Q = 0 — 18 . Относительный шаг между

ЛЗ составляет t = — = 0,35 — 0,6, где t — шаг

ЛЗ, замеренный на диаметре центров рабочих кромок 4; D — ширина К2. Относительная — h максимальная глубина К2 h = — = 0,45 — 0,8, D где h — максимальная глубина К2 в меридиональном сечении, При работе машины "реда в К2 за счет взаимодействия с ЛЗ движется спиралеобразно, оказь:вая эффективное сопротивление обратному току. При этом за счет выполнения статорз машины с указанными соотношениями размеров достигается снижение гидравлических потерь и повышается мощность и КПД машины. 6 ил., 4 табл.

1697596

Изобретение относится I; вихревым машинам и может быть использовано в области насосостроенйя, двигателестроени и коми рессо ростроения, Известен статор роторной машины, например, двигателя с внутренней рабочей поверхностьк> и пазами, в которых установлены пластины (1).

Недостатком известной конструкции

ЯВЛЯЕТСЯ IBJIMЧИЕ ЗНЗЧЫТОЛЬНОГ".) ТРЕНИЯ пластин в пазу статора.

Извес1ен статор 13ихревой l4ашины, на внутренней поверхности ксторого выполнена кольцевая камера, снабженная лопатками, установленными с наклоном в

Hàïpaoëåнии вращения к р..-::диусу колеса и под углом к его оси (2j, Недостатком л<азанного статора являются неоптимальнь .!-: уловив, Заботы за счет больших гидравлических пстерь и, как следствие, низкие мощность и КПД машинь..

Цель изобретения -- повышение эффек.тивности работы машины, ее мощности и

КПД путем снижения гидр<3влических потерь.

Поставленная цель достигае ся тем, что статор вихревой машины содер>кит кольцевую камеру с неподвижными лопатками, закрепленными в ней равномерно в окружном направлении, при этом логатки и их рабочие кромки наклонены K меридиональной плоскости, лопатки вблизи рабочих кромок выполнены плоскими, при этом углы наклона лопаток и их рабочих кромок равны соогветственно 25 — 50 и 0-18" шаг установки лопаток в сгкружном направлении на диаметре центров рабочих кромок равен 0,35—

0-6 D, а максимальная клуб>ина кольцевсй камеры равна 0,45 — 0,8 D, где D — ширина кольцевой камеры, Выполнение статора с указанными в.:iше соотношениями позволяет значител,,но снизить гидравлические потери и повысить

КПД вихревой машины.

На фиг. 1 изобра>кен статор вихревой машины; на фиг, 2 — разрез А--А на фиг, i; на фиг, 3 — вид Б на фиг, 2; на фиг, 4 — статор с лопатками на боковой поверхности, вариант выполнения; на фиг. 5 — вид В на фиг. 4; на фиг. 6 — сечение à — Г на фиг, 4, Статор вихре(3ОЙ машины содержит корпус 1, на внутренней поверхности котсрого выполнена кольцевая камера 2. В кольцевой камере 2 расположены лопатки 3 с рабочими кромками 4. Угол между лопаткой

3 и меридианальной плоскостью, содержащей ось ротора вихревой машины, составляет 6 = 25 — 50О, при этом рабочая кромка 4 лопатки Образует с меридиональной плоCi

0,6, где t — шаг л"ïàòîê,,замеренный на

5 диаметре центров рабочих крОМОк, 0 — ширина кольцевой камеры 2. Относительная — h максимальная глубина камеры h = — = 0,45D

0,8, где h — максимальная глубина кольцевой

10 камеры 2 в меридиональном сечении.

При работе вихревой машины рабочая среда кольцевой камеры 2 за счет взаимодействия с лопатками 3 движется спиралеобразно. Таким образом оказывается

15 эффективное сопротивление обратному току. За счет этого образуется разность давлений на входе и выходе, а на ротор действует момент.

Расчеты, проведеннь;е -Ia основании из20 вестной теории лопаточных машин (Степанов Г,КЗ. Гидродинамика решеток турбомашин, — Vi.. Физматгиз, 1962. с. 512) показали, что при /3 меньше 25 резко снижается коэффициент удельного сопротивле25 ния O6ратному току ). из-за большой величины ударных потерь при входе в межлопаточное пространство, обусловленных значительной величи ой угла атаки потока; при,8 больше 50 резко возрастают потери

30 энергии пото,<а в межлопаточных каналах из-за увеличения потерь на трение, значительности диффузорнссти и угла поворота потока, Расчетные значения коэффициента

35 удельного сопротивления O6>paríoìó току в зависимости or <> при 1::=-0,5; h =-0,6, а= 10 приведены в табл, 1.

Кроме того, проведенные по той же методике расчеты выявили вполне определен40 ные зависимости по влиянию ía t,),, au h.

С ростом а вначале набл одается некоторое увеличение А, но при г большем 18 значение коэффициента удельного сопротивления л резко снижается из-за удлинения траектории движения частиц жидкости или газа в межлопаточном пространстве, увеличения загроможденности,<амеры 2 лопатками, а также неодинаковости угловых координат входа и выхода потока в межлопаточное пространство, Наиболее простая в изготовлении конструкция статора при a =

=О.

Расчетные значения коэффициента . удельного сопротивления iI. в зависимости от а при 3 =: 35" : t = 0.5; h = 0,6 приведены в табл. 2.

При .малых =-начениях относительного шага t меньше 0,35 вследствие конечной толщины лопаток имеет место большое за1697596

Таблица ". абл

25 1

Таблица 3

65 07 1 аблица 4

04 045 05 06 07. 08 085 09

7 8 14,8 15,4 16,6 16,5 14,9 8,1 3,2 громождение камеры лопатками и, кроме того, увеличина поверхность трения для потока в ме>клопаточном пространстве ведет к резкому снижению Л. При t больше 0,6 лопатки слабо воздействуют на поток и решетка лопаток становится для него более прочной, что ведет к значительному снижениюЛ, Расчетные значения Л в зависимости от с при j3 = 35, а = 10 ; h = 0,6 приведены в табл. 3.

При относительной максимальной глубине камеры h меньше 0,45 резко сни>кается Л из-за ослабленйя взаимодействия потока с лопатками, особенно в центре проточной части, где рабочая среда беспрепятственно перетекает из области высокого давления в область низкого. При h больше

0,8 резко возрастают потери на трение в межлопаточном канале, что также ведет к снижению Л,.

Расчетные значения il в зависимости от Е при P =- 35 а = 10 ; t = 0,5 приведены в табл. 4.

Таким образом, выполнение ста>ора лопатками с указанными выше соотношениями размеров позволит достичь оптимальности работы машины эа счет сниже-

5 гидравлических потерь и вследствие этого повысить мощность и КПД.

Формула изобретения

Статор вихревой машины, содержащий кольцевую камеру с неподвижными лопат10 ками, закрепленными в ней равномерно ь окружном направлении, при этом лопатки и их рабочие кромки наклонены к меридиональной плоскости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности

15 в работе машины путем снижения гидравлических потерь, лопатки вблизи рабочих кромок выполнены плоскими, при этом угль: наклона лопаток и их рабочих кромок равны соответственно 25-50 и 0-18, шаг уста20 новки лопаток в окружном направлении н; диаметре центров рабочих кромок равен 0,35 — 0,6)D, а максимальная глубина кольцевой камеры — (0,45 — 0,8)D, где D — ширина кольцевой камеры.

1691596

169759 б

Составитель B. Примазов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С. Черни

Редактор М, Янкович

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4317 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5