Стр. 2 - А.Ф. Куфтов, А.В. Лихачева, А.М. Карлов - Структура потока в осерадиальном центробежном колесе

146

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012

структуре течения должна послужить основой для разработки эффек-

тивных методов профилирования.

Для этих целей были рассмотрены результаты экспериментов

различных авторов по замерам полей скоростей и давлений в межло-

паточных каналах осерадиальных РК центробежных компрессоров в

широком диапазоне значений коэффициентов напора.

В насосных ступенях подобные исследования начали проводить

раньше, чем в компрессорных. Шпанхаке еще в начале 1930-х годов

отметил, что в межлопаточных каналах радиального насоса имеют

место вторичные течения, направленные по дискам от стороны дав-

ления к стороне разрежения и в обратном направлении в ядре потока.

При исследованиях внутри колеса использовали инерционные датчи-

ки типа многоканальных зондов, сигнал от которых через датчики

давления передавался на неподвижные вторичные приборы или на

вторичные приборы, вращающиеся вместе с колесом. Получение бо-

лее полной картины течения в настоящее время возможно лазер-

доплеровским методом.

Первым подробным экспериментом в компрессорном осерадиаль-

ном центробежном колесе с использованием инерционных насадков

можно считать эксперимент Х.С. Фоулера (1974). Модель РК имела

наружный диаметр

2

D



м, частоту вращения

50

n



мин

–1

, объем-

ный расход

1,8

V



м

3

/c, число Рейнольдса по

2

u

2

6

Re 2,7 10

u

 

.

Оператор вынужден был вращаться вместе с колесом, так как отсут-

ствовал передатчик давления на вторичные приборы.

Данные, полученные в ходе замеров, представлены на рис. 1, на

котором видно, что скорости идеальной и реальной жидкости в меж-

лопаточных каналах осерадиальных колес сильно различаются между

собой. Сравнивая результаты расчетов и эксперимента в разных се-

чениях, можно проследить влияние вязкости на распределение ско-

ростей и выявить зону межлопаточного канала, в которой начинают-

ся процессы, приводящие к перестройке потока.

В угловой зоне между сторонами разрежения и периферийного

сечения лопатки находится зона пониженных скоростей, которая

позже на выходе из колеса была названа Дином зоной следа. В дан-

ном случае эта зона начинается с косого среза на входе, на стороне

разрежения, т. е. практически с сечения 1. Можно предположить, что

столь ранние проявления торможения скорости происходит из-за не-

удачного выбора конфигурации заборного устройства (ЗУ). Как вид-

но на эпюрах скоростей, зона пониженных скоростей, увеличиваясь в

размерах, доходит до выхода из межлопаточного канала колеса.

Из экспериментов Х.С. Фоулера осталось неясным, какова при-

чина перестройки поля скоростей от лопатки к лопатке по сравне-

нию с распределением скоростей в идеальной жидкости. Для выяв-

ления причины перестройки реального потока в сопоставлении с