Особенности течения в спиральных и кольцевых камерах

Назначение спиральной камеры состоит в равномерном отводе газа из диффузора и направлении его в нагнетательный трубопровод (сеть).

Выходные устройства по конструкции могут быть разделены на два типа:

1) спиральные камеры (улитки), характеризующиеся увеличением сечений с возрастанием угла охвата;

2) кольцевые камеры, имеющие постоянное сечение вдоль выходной окружности.

Простейшие спиральные камеры выполняются в меридиональном сечении симметричными относительно линии, проходящей через середину ширины b4 нормально к оси вращения ротора. Наиболее часто встречающиеся формы сечения: трапециевидная, прямоугольная и круговая. Сечения могут быть расположены и асимметрично.

Исследование течения в спиральных камерах показывают его весьма сложный характер, особенно вблизи языка улитки.

При расчете сечений спиральной камеры обычно принимают допущения:

1) поток на входе в улитку является осесимметричным, т.е. с₄ и a₄ – постоянные вдоль окружности D₄;

2) влияние вязкости не учитывают и принимают

, (1.29.)

На основании первого допущения расход газа через сечение с углом охвата q составляет (изменение плотности не учитываем)

, (1.30)

где .

Проведенные исследования показывают, что в улитках имеет место винтовое движение потока. Поток газа, вышедший из лопаточного диффузора, имеет шаговую неравномерность, что вызывает дополнительное усложнение течения в сравнении с безлопаточным диффузором.

При наличии только безлопаточного диффузора характер течения в улитке будет меняться в зависимости от режима работы колеса. Наибольшая круговая неравномерность распределения давлений на выходе из колеса наблюдается в симметричных улитках, наружные радиусы которых возрастают с увеличением угла охвата q , а наименьшая в кольцевых камерах.

Снижение КПД в выходных устройствах после безлопаточного диффузора больше, чем с лопаточным диффузором, а КПД ступени с кольцевой камерой ниже, чем ступени с улиткой.