Подача лопастных компрессоров

Движение газа в рабочем колесе лопастного компрессора в соответствии с теорией Эйлера принимается так же, как в лопастных насосах (рисунок 9.7).

Окружные скорости на входе в межлопаточные каналы и выходе из них:

где D₁ и D₂ – на входе и выходе, n – число оборотов в секунду.

Рисунок 9.7

Обозначение скоростей и углов те же, что было принято для
насосов.

Формы лопаток принимаются исходя из условия ₂=20¸50°.

Объемная подача рабочего колеса задается для нормальных
условий:

где М - массовая подача (кг/с), R - газовая постоянная (Дж/кг К), Т=273К, р_о=10×10⁵Па.

По размерам рабочего колеса подача равна:

где b₁ и b₂ - ширина лопаток (каналов),

k₁ и k₂ - коэффициент, учитывающий толщину лопаток,

F_l и F₂ -площади сечения каналов,

и - коэффициенты заполнения каналов активным потоком.

Из условия уравнения неразрывности массовый расход через каналы составит

где р₁ и р₂ - плотность газа.

При работе лопастных компрессоров важным фактором является предел скорости движения газа, который характеризуется критерием Маха:

где а - скорость звука в газе, для идеального газа

- показатель адиабаты.

При М_х < 1 газ ведет себя в соответствии с теми же законами, что и несжимаемая жидкость. При М_х > 1 появляются скачки уплотнители, отрыв потока от стенок канала, эти явления сопровождаются большими потерями энергии.

Существуют ограничения скоростей вращения рабочих колес: окружная скорость на выходе не должна превышать 300-500 м/с. При этом современные лопастные компрессоры имеют число оборотов до 1600 об/мин.

Наиболее опасным сечением является входное сечение на лопатке рабочего колеса, здесь относительная скорость достигает своего максимума, т.к. дальше по течению газ сжимается, его температура увеличивается, а следовательно, растет и скорость звука.

Подача компрессора принимает предельное значение, когда максимальная относительная скорость становится равной скорости звука:

,

а именно

.