RU2304729C1 - Ступень центробежной турбомашины - Google Patents
Ступень центробежной турбомашины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2304729C1 RU2304729C1 RU2005138433/06A RU2005138433A RU2304729C1 RU 2304729 C1 RU2304729 C1 RU 2304729C1 RU 2005138433/06 A RU2005138433/06 A RU 2005138433/06A RU 2005138433 A RU2005138433 A RU 2005138433A RU 2304729 C1 RU2304729 C1 RU 2304729C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impeller
- disk
- stage
- disks
- wheel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к центробежным насосам и компрессорам. Ступень центробежной турбомашины состоит из отвода и рабочего колеса с ведомым и ведущим дисками и лопастями между ними. Рабочее колесо в периферийной части выполнено с внезапным расширением меридианного сечения в одну или обе стороны. Между внутренней поверхностью дисков после расширения и внешней торцевой поверхностью этих же дисков до расширения образован торцевой зазор в направлении выхода потока из рабочего колеса. Величина торцевого зазора не превышает (0,2-0,3) ширины колеса на выходе. Такая конструкция ступени позволяет полнее использовать энергию дискового трения вне зависимости от вида сочленения рабочего колеса и отвода и благодаря этому повысить КПД и напор ступени. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к турбостроению, в частности к центробежным насосам и компрессорам.
Известны ступени многоступенчатых насосов, содержащие рабочее колесо и направляющий аппарат (например, Лопастные насосы: Справочник. / Под редакцией В.А.Зимницкого и В.А.Умова. Л.: Машиностроение, 1986. С.215, рис.7.8).
Недостаток таких ступеней состоит в том, что они выполнены с закрытым сочленением рабочего колеса и направляющего аппарата, т.е. вход в диффузорные каналы направляющего аппарата по ширине меньше, чем ширина рабочего колеса вместе с дисками. Пазухи, образованные соответствующими дисками колеса, стенкой направляющего аппарата и диафрагмой, разделяющей ступени, при этом оказываются закрытыми. Поток из пазух, инициированный дисковым трением колеса и направленный по плоскости дисков от центра к периферии, наталкивается на уступ в месте сочленения рабочего колеса и направляющего аппарата и теряет значительную часть своей энергии, которая, таким образом, не используется полезно.
Известны ступени насосов со спиральным отводом и рабочим колесом, сочленение которых выполнено открытым, например отечественные насосы типа Д (Лопастные насосы: Справочник. / Под редакцией В.А.Зимницкого и В.А. Умова. Л.: Машиностроение, 1986. С.186, рис.6.4). Такие ступени позволяют полезно использовать часть энергии дискового трения. Поток из пазух, идущий по поверхности дисков, сливается с основным потоком из колеса и сообщает жидкости дополнительную энергию.
Недостаток ступеней с открытым сочленением рабочего колеса и отвода состоит в ограниченности применения такой схемы, она не может быть использована в многоступенчатых машинах с радиальным лопаточным отводом в виде направляющего аппарата. Кроме того, энергия, инициированная дисковым трением, используется недостаточно. Часть ее затрачивается на вихреобразование в спирали, когда в последнюю поступает поток из пазух.
Предлагаемая конструкция ступени позволяет полнее использовать энергию дискового трения вне зависимости от вида сочленения рабочего колеса и отвода и благодаря этому повысить КПД и напор ступени.
Указанная цель достигается тем, что ступень центробежной турбомашины, состоящая из отвода и рабочего колеса с ведомым и ведущим дисками и лопастями между ними, согласно изобретению выполнена с внезапным расширением меридианного сечения рабочего колеса в его периферийной части в одну или обе стороны, причем между внутренней поверхностью дисков после расширения и внешней торцевой поверхностью этих же дисков до расширения образован торцевой зазор в направлении выхода потока из рабочего колеса и величина торцевого зазора не превышает (0,2-0,3) ширины колеса на выходе.
На фиг.1 представлена ступень центробежной турбомашины, меридианное сечение; на фиг.2 - ведомый диск, вид сверху; на фиг.3 и 4 - варианты исполнения ступени.
Ступень содержит отвод 1, рабочее колесо 2 с ведущим диском 3, ведомым диском 4, лопастями 5 и пазухами 6 и 7 между соответствующими дисками и стенками корпуса 8 (фиг.1). Периферийная часть рабочего колеса 2 выполнена с расширением 9 таким образом, что между внутренней поверхностью диска 4 после расширения и внешней поверхностью того же диска до расширения образован торцевой зазор 5 в направлении выхода потока из колеса. Аналогичное расширение может быть выполнено и на ведущем диске 3.
На фиг.1 пунктиром (поз.10) показан вариант исполнения, при котором расширенная часть ведомого диска 4 на периферии рабочего колеса продлена в сторону оси вращения и на расстоянии торцевого зазора перекрывает основную часть диска 4 на участке до внезапного расширения меридианного сечения.
В варианте исполнения, представленном на фиг.3, торцевой зазор δ образован конусными поверхностями периферийной и основной частей ведомого диска 4. Наклон конусных поверхностей ориентирован в сторону ведущего колеса 3.
Перед входом потока в зазор δ на основной части диска 3 возможна установка дополнительных лопаток 11 (фиг.4). Лопатки могут быть прямыми вихревыми либо профилированными по типу центробежных.
Ступень работает следующим образом. При вращении рабочего колеса 2 на внешней поверхности диска 4 до расширения 9 в относительном движении возникает поток, инициированный дисковым трением. Направление этого потока (стрелка А на фиг.2) соответствует направлению потока в межлопастном канале. Через торцевой зазор δ поток от дискового трения поступает в периферийную расширенную часть 9 рабочего колеса 2 и сливается с потоком внутри его, передавая дополнительную энергию, в результате чего повышается напор и КПД ступени. Поскольку направления потока от дискового трения и потока в межлопастном канале близки, их слияние происходит с минимальным вихреобразованием и потерями.
При выполнении расширения меридианного сечения рабочего колеса 2 на ведущем диске 3 картина течения аналогична описанной.
Известно, что чем меньше коэффициент быстроходности ns ступени, тем больше доля дискового трения в общей мощности, потребляемой ступенью. Так, при ns=50 эта доля составляет около 25%, а при ns=20 - около 60%. Соответственно ns возрастает и доля полезно используемой энергии при применении конструкции ступени согласно изобретению.
Радиус расположения расширения меридианного сечения выбирается из следующих соображений. Мощность дискового трения торцевой поверхности пропорциональна радиусу в пятой степени, поэтому чем на большем радиусе выполнено расширение меридианного сечения, тем выгоднее. С другой стороны, часть диска за расширением должна быть с необходимой прочностью соединена с торцами лопастей и, следовательно, должна иметь определенный размер.
Выбор размера торцевого зазора δ обусловлен тем расходом жидкости, который обеспечивается дисковым трением ведомого или ведущего дисков. Этот размер не должен превышать величины (0,2-0,3)b2, где b2 - ширина рабочего колеса на выходе (см. фиг.1).
Работоспособность заявленной конструкции подтверждена экспериментально.
Claims (2)
1. Ступень центробежной турбомашины, состоящая из отвода и рабочего колеса с ведомым и ведущим дисками и лопастей между ними, отличающаяся тем, что периферийная часть рабочего колеса выполнена с внезапным расширением меридианного сечения в одну или обе стороны, причем между внутренней поверхностью дисков после расширения и внешней торцевой поверхностью этих же дисков до расширения образован торцевой зазор в направлении выхода потока из рабочего колеса.
2. Ступень по п.1, отличающаяся тем, что ширина торцевого зазора не превышает (0,2-0,3) ширины рабочего колеса на выходе.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005138433/06A RU2304729C1 (ru) | 2005-12-09 | 2005-12-09 | Ступень центробежной турбомашины |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005138433/06A RU2304729C1 (ru) | 2005-12-09 | 2005-12-09 | Ступень центробежной турбомашины |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2304729C1 true RU2304729C1 (ru) | 2007-08-20 |
Family
ID=38511978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005138433/06A RU2304729C1 (ru) | 2005-12-09 | 2005-12-09 | Ступень центробежной турбомашины |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2304729C1 (ru) |
-
2005
- 2005-12-09 RU RU2005138433/06A patent/RU2304729C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Лопастные насосы. Справочник. /под ред. В.А.Зимницкого и В.А.Умнова. - Л.: Машиностроение, 1986, с.186, рис.6.4. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8070426B2 (en) | System, method and apparatus for open impeller and diffuser assembly for multi-stage submersible pump | |
EP0011982B1 (en) | Regenerative rotodynamic machines | |
CN1840857B (zh) | 轴流式涡轮机 | |
US6854517B2 (en) | Electric submersible pump with specialized geometry for pumping viscous crude oil | |
CN102465915B (zh) | 超音速压缩机***及其组装方法 | |
JP2010001851A (ja) | 羽根無しディフューザを備えた遠心圧縮機および羽根無しディフューザ | |
JP2003013898A (ja) | 軸流形流体機械 | |
JP2018105298A (ja) | 高効率二重吸引インペラ | |
JP2016522357A (ja) | 遠心ロータ | |
JP3898311B2 (ja) | 水車またはポンプ水車 | |
US6200094B1 (en) | Wave augmented diffuser for centrifugal compressor | |
RU2304729C1 (ru) | Ступень центробежной турбомашины | |
JP2018135836A (ja) | 遠心圧縮機 | |
JP2013053524A (ja) | 複圧式遠心ターボ機械 | |
US11781556B2 (en) | High energy density turbomachines | |
JP2008163821A (ja) | 遠心圧縮機 | |
JP2021004584A (ja) | 二相流タービンの動翼及びこの動翼を備える二相流タービン | |
RU2537205C1 (ru) | Магистральный нефтяной насос и рабочее колесо магистрального нефтяного насоса | |
KR101257945B1 (ko) | 베인 디퓨져를 구비한 원심 압축기 구조 | |
JP2007247621A (ja) | 遠心流体機械 | |
JP2940600B2 (ja) | 自走揚水機 | |
RU2677301C1 (ru) | Направляющий аппарат центробежного многоступенчатого насоса | |
JP2007032458A (ja) | フランシス型水車 | |
RU2677303C1 (ru) | Направляющий аппарат центробежного многоступенчатого насоса | |
RU2164626C1 (ru) | Рабочее колесо погружного центробежного насоса |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TZ4A | Amendments of patent specification |