ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
35
УДК 621.51
Л. Н. Б е л о т е л о в а, П. А. Во л оши н, С. А. Ос ь к и н,
М. А. Р а д у г и н, В. Н. С е р г е е в, В. Н. Хм а р а
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ
АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ВИХРЕВОЙ СТУПЕНИ
НА ЕЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
Приведены результаты экспериментального исследования высокона-
порной вихревой ступени с новой аэродинамической схемой. Пред-
ставлены рекомендации по геометрии ступени, позволяющие повы-
сить ее эффективность.
E-mail:
vozduhoduvka@mail.ru
Ключевые слова:
вихревая ступень, рабочее колесо, рабочий ка-
нал, структура потерь, эффективность компрессора.
Вихревые машины – сравнительно новый тип турбомашин. Хотя
начало их исследований относится к 1950-м годам, однако до насто-
ящего времени накоплено недостаточно экспериментальных и опыт-
ных данных, позволяющих получить универсальную методику расче-
та и проектирования вихревых турбомашин. Область применения
вихревых машин достаточно широкая, что обусловлено экологиче-
ской чистотой подаваемого воздуха: отсутствием в нем масла и про-
дуктов износа. По своим параметрам (производительность, давление)
вихревые машины сходны с роторными машинами объемного типа
(
РУТ, ротационные, водокольцевые), но в отличие от них обладают
преимуществами турбомашин: «сухая» проточная часть, простота
конструкции, отсутствие трущихся и быстроизнашивающихся частей
(
единственный подвижный элемент – ротор, вращающийся в обыч-
ных подшипниках качения).
По сравнению с классическими типами турбомашин – центро-
бежными и осевыми – вихревые машины в области малых расходов
являются низкооборотными, что позволяет использовать простой
привод без применения мультипликаторов. Кроме того, вихревые
машины отличаются отсутствием помпажных режимов и возможно-
стью получения высоких коэффициентов напора в одной ступени.
В основе принципа действия вихревой машины лежит наличие в
рабочем канале пространственного спиралевидного потока с изме-
няющимся шагом спирали. Газ, двигаясь по спирали от входа в канал
к выходу из него, многократно взаимодействует с лопатками рабоче-
го колеса, участвуя в энергообмене.
Основным недостатком вихревых машин является сравнительно
низкий КПД (до 35…40 %), что обусловлено особенностями про-