Определение параметров за полуоткрытым рабочим колесом центробежной компрессорной ступени с учетом потерь на трение диска и перетекание в зазоре между корпусом и торцами лопаток

Abstract

На основе экспериментальных данных и расчетов с помощью метода конечно-объемных элементов по программе Flow Vision получены параметры за полуоткрытым рабочим колесом центробежной компрессорной ступени. Параметры рабочего колеса определены с учетом потерь на трение дисков и перетекания газа в межлопаточных каналах. Эти параметры влияют на эффективность рабочего колеса и являются граничными условиями при расчете осевых и радиальных сил. Уточнение этих параметров способствует повышению надежности и экономичности рабочего колеса. В данной работе для расчета относительных потерь на перетекание в зазорах между лопатками рабочего колеса и корпусом и на трение диска использованы обобщенные экспериментальные данные, учитывающие влияние фактических коэффициентов расхода ступени и реактивности рабочего колеса, геометрии бокового зазора между диском и корпусом, величины и направления расхода утечки около диска на его трение, а также влияние граничных условий за рабочим колесом в виде статического давления и закрутки потока непосредственно в боковом зазоре.

Based on experimental data and computations done using the method of finite-dimensional elements the Flow Vision program allowed for the generation of parameters behind the semiopen impeller of centrifugal compressor stage. Impeller parameters were determined taking into account disc friction losses and gas leakage in blade channels. These parameters affect the impeller efficiency and are taken as boundary conditions for the computation of axial and radial forces. The updating of these parameters contributes to an increase in the reliability and efficiency of the impeller. To compute relative clearance leakage losses between the impeller blades and the body and also disk friction losses this scientific paper uses generalized experimental data that take into consideration the influence of actual flow coefficients of the stage and the impeller reaction, the geometry of the side clearance between the disc and the body, the value and direction of the leakage flow near the disk required for its friction, and also the influence of boundary conditions behind the impeller in the form of statistical pressure and flow swirl directly in the side clearance.