Варианты компоновки ступеней в вихревом многоступенчатом компрессоре

В статье рассмотрены варианты компоновки ступеней многоступенчатого вихревого компрессора с промежуточным охлаждением. Критерием выбора компоновки принята согласованность работы всех ступеней, обеспечивающая работу компрессора в зоне максимального КПД. Согласованность обеспечивалась по коэффициенту расхода, который поддерживался постоянным. Рассмотрены также варианты распределения нагрузки по ступеням в виде распределения общей степени повышения давления. Показано, что согласования в работе ступеней можно добиться, в частности, с использованием рабочих колес с одинаковыми наружным диаметром и геометрией проточной части, но с различной частотой вращения ступеней, убывающей с повышением номера ступени. Для этого вихревой компрессор предложено выполнить по известной схеме многовального мультипликаторного центробежного компрессора. Все выводы в статье подтверждены расчетными зависимостями, приведенными в виде графиков. DOI: 10.7463/aplts.0315.0777684

коэффициент расхода, частота вращения ротора, вихревая ступень, компоновка ступени, геометрия ступени

1. Виршубский И.М., Рекстин Ф.С., Шквар А.Я. Вихревые компрессоры. Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1988. 271 с

2. Хмара В.Н. Теория и расчет вихревых вакуумных компрессоров: учеб. пособие / под ред. П.И. Пластинина. М.: МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1988. 44 с

3. Чистяков Ф.М., Игнатенко В.В., Романенко Н.Т., Фролов Е.С. Центробежные компрессорные машины. М.: Машиностроение, 1969. 328 с

4. Галёркин Ю.Б. Турбокомпрессоры. Рабочий процесс, расчет и проектирование проточной части. М.: Информационно-издательский центр «КХТ», 2010. 596 с

5. Шнепп В.Б. Конструкция и расчет центробежных компрессорных машин. М.: Машиностроение, 1995. 240 с

6. Сергеев В.Н., Хмара В.Н., Белотелова Л.Н., Радугин М.А., Волошин П.А., Оськин С.А. Исследование ступени вихревого нагнетателя с периферийно-боковым каналом и серповидными лопатками рабочего колеса // Вестник МГТУ им. Н.Э.Баумана. Сер. Машиностроение. 2011. Спец. вып. Вакуумные и компрессорные машины и пневмооборудование. С. 110-118

7. Белотелова Л.Н., Волошин П.А., Оськин С.А., Радугин М.А., Сергеев В.Н., Хмара В.Н. Исследование влияния аэродинамической схемы проточной части вихревой ступени на её эффективность // Инженерный журнал: наука и инновации. 2012.№ 7. Режим доступа: http://engjournal.ru/catalog/machin/vacuum/277.html (дата обращения 01.05.2015)

8. Белотелова Л.Н., Волошин П.А., Оськин С.А., Радугин М.А., Сергеев В.Н., Хмара В.Н. Экспериментальное исследование вихревой ступени с кольцевой заслонкой в зоне нагнетания // Инженерный журнал: наука и инновации. 2012.№ 7. Режим доступа: http://engjournal.ru/catalog/machin/vacuum/278.html (дата обращения 01.05.2015)

9. Селезнёв К.П., Подобуев Ю.С., Анисимов С.А. Теория и расчет турбокомпрессоров. Л.: Машиностроение, 1968. 406 с

10. Хмара В.Н., Белотелова Л.Н., Сергеев В.Н. Вихревой вакуумный насос: пат. 2070993 РФ. 1996