Compresorul radial -40- Elementele componente ale compresorului
radial Racorduldeintrare(saudispozitivdeaspiraie)estedestinats
uniformizeze distribuia vitezelor i presiunii n seciunea de intrare
a rotorului.
Rotorul,montatpeaxuldeantrenareprincareprimetelucrulmecanicdin
exterior(delaturbin),pecareapoiltransmitefluiduluiprinintermediul
paletelor.
Difuzoruldeieire,caretransformopartedinenergiacineticafluidului
evacuat din rotor n lucrul mecanic de comprimare.
Colectorulspiralasigurodistribuieuniformafluiduluinavalde suflant.
4.1 Consideraii generale n sprijinul proiectrii
Calcululsuflanteicentrifugeconstndeterminareadimensiunilorsale
geometrice, pe baza crora urmeaz a se ntocmi desenele de execuie.
Suflanteledestinatesupraalimentriitrebuiessatisfacmaimulte
deziderate, i anume :
-srealizezegraduldecomprimareimpuslaunrandamentctmai ridicat; -s
aib mas i dimensiuni reduse; -sensibilitate minim la variaii de
regim; -siguran n funcionare; -simplitate constructiv. Compresorul
radial -41- Ca date de proiectare ne va interesa: -puterea la
cuplul maxim al motorului:] [KW PM -turaia motorului la cuplul
maxim:min] / [rot nM -consumul specific la cuplul maxim: ] / [ kWh
g cg-presiunea de supraalimentare: ] [bar ps -coeficient de exces
de aer: -coeficient de baleiaj :
Porninddelaacestedatesepoatedeterminadebituldeaernecesarafi
furnizat de suflant: ] / [36000000s kgL P cQM gaer =
Roluluneisuflanteestedeadeplasaocantitateoarecaredefluiddintr-un
spaiu,numitspaiudeaspiraie,naltulderefulare,concomitantcuredicarea
presiunii acestuia.
Fluidulsepoatedeplasanconductadeaspiraieipoateptrunden suflant doar
dac presiunea absolut la intrare este maimic dect presiunea din
spaiul de refulare. Prin urmare, pentru a asigura ptrunderea
fluidului n spaiul de refulare, este necesar ca n suflant s i se
transfere gazului o anumit cantitate de energie, astfel
nctntreagaenergiespecificacurentuluilaieireadinrotorsfiemaimare
dect energia specific la ieirea din suflant. Compresorul radial
-42- nprocesuldecalculalsuflanteisevaurmristabilireadimensiunilori
variaia parametrilor de stare n seciunile principale ale prii de
curgere a mainii: a-a- seciunea de intrare a racordului de
aspiraie; I-I- seciunea de intrare n paletele rotorice; I-I-
seciunea de intrare n partea radial a rotorului; 2-2- seciunea de
ieire din paletele rotorice; 3-3- seciunea de intrare n difuzor;
4-4- seciunea de ieire din difuzor i intrarea n colectorul spiral.
Curentul de fliud ptrunde n rotor n direcie radial i este ulterior
deviat cu090n canalele formate de palete; n timpul micrii de rotaie
al rotorului fluidul este antrenat de ctre palete, asupra sa
producndu-se un camp de fore centrifuge,
subacruiaciunepresiuneancanalcreteindirecieradial,fluidulfiind
antrenat ctre ieirea din palete, spre colectorul spiral. Presiunea
la ieirea din canal este cu att maimare cu ct raza exterioar a
rotorului i turaia acestuia este mai mare ( viteza periferic2ueste
mai mare ). Ex.: pentru ], / [ 370 3602s m u = se pot obine
raporturi de comprimare de4 5 . 2 la randamentul de circa82 . 0 ,
iar ], / [ 480 4502s m u = se obine un raport de comprimare de6 . 4
4 . 4 cu randament de circa77 . 0 .
Laieiredinrotorfluidulsedeplaseazcuovitezconsiderabil,deci dispune
de o rezerv de energie cinetic, ce va trebuie ulterior transformat
n lucru mecanic de comprimare.
Acestaserealizeazntr-undifuzorcuconicitatemic,carepoateforma corp
comun cu colectorul spiral sau poate fi independent de acesta.
Compresorul radial -43- Suprafaa de ieire din colector este astfel
dimensionat nct viteza la ieire din suflant s fie mai mic dect cea
din seciunea de ieire din difuzor.
Transmitereacompletaenergieictrefluidesteposibildoarncanalele
rotorului; n prile fixe ale suflantei este posibil doar
transformarea unei forme de energie n alta. Trebuie s se tind c
creterea presiunii n rotor s fie maxim, iar creterea
energieicineticeminime,icavitezaabsolutlaieireadinrotorsfie,de
asemenea mic pentru ca pirderile la micarea curentului de fluid
prin canalele fixe ale mainii s fie minime.
Conformteoriilordesprenaturafrecrii,uncurentdefluidcecurgespre
canalele unui rotor trebuie s capete n rotor un impuls rotitor
datorit vscozitii mediului, deci, o particul de fluid ce se afl in
canalele rotorului aflat n micare
derotaieesteantrenatntr-omicarepropriecuvitezaabsolut , crezultanta
sumei vectoriale dintre viteza de transport ( periferic ) u i
viteza relativ.w
+ = w u cUnghiuldintredirciavitezeirelative
widireciavitezeiperiferice u se numete unghi de nclinare al
paletei, notat |. Unghiul dintre direciile vitezei absolute c i cea
a vitezei periferice u este notat cu o.
Proieciavitezeiabsolutesaurelativepedireciarazeisenumetevoteza
radial i se noteaz: r rw w c c = = = | o sin sin Compresorul radial
-44- Proieciavitezeiabsolutepediteciavitezeiperiferice usenumete
componenta tangenial a vitezei i se noteaz : o cos = c cu u uc u w
w = = | cos Compresorul radial -45- Rotorul compresorului radial (
seciune ) Compresorul radial -46- 4.2. Racordul de intrare
Repartizareavitezeloriapresiunilorlaintrareansuflantinflueneaz mult
caractrul micrii curentului n rotor, de aceea trebuie urmrit
obinerea uneu intrri corespunztoare a curentului n rotor.
Pentruaobineointrarectmaiuniformacurentului,cupierderide
presiuneminime,seutilizeazdispozitivedeintrarecuunconturlin,cazncare
curentul va umple n ntregime seciunea racordului.
Datoritcurburiipereilor,presiunilecrescuorctreaxaracordului,iar
vitezele cresc de la axa ctre perei. Dar,datoritreduceriitreptatea
seciuniicurentului,cmpuriledevitezi de presiuni la ieirea din
racord se egalizeaz.
Esteraionalcaparteacurbataracorduluisfieterminatcuuntronson
cilindricscurt.Pierderilentr-unracorddeintrarecuunconturlinsuntattde
reduse nct pot fi neglijate.
Pentruprofilarearacorduluideintraresealegeofunciede,,nori
derivabil,. 3 , n N ne
Se recomand profilarea dup lemniscata lui Bernoulli definit prin
expresia sa n coordonate polare: ] 45 . 0 [ , 2 cos e = k R unde:R
raza polar; unghiul polar, n grade; D k = ) 8 , 0 ;......; 6 . 0 (
D diametrul tronsonului cilindric. Compresorul radial -47- Este de
ramarcat c n origine lemniscata prezint un punct multiplu, ceea ce
prezint avantajul c poate fi racordat cu un segment de treapt, fr a
introduce
unpunctdediscontinuitate(discontinuitatecare,ngeneral,arconducela
desprinderea stratului limit de la perete ). Calculul parametrilor
n seciunea a-a Se admite c aspiraia aerului se face n condiiile
atmosferice standard: ] [ 2880K T = ] [ 033 . 10bar p = - presiunea
total: 02 . 0 033 . 1 ] [0* = A = bar p p paat ] [ 013 . 1*bar pat
= unde: ] [ 05 . 0 02 . 0 bar pa =
Aireprezintpierderiledepresiunepeconductade aspiraie, n filtru,
atenuator de zgomot, etc. - densitatea aerului:
288 28710 013 . 1] / [105305 *== m kgT Rpaerata ] / [ 225 . 13m
kga = ] / [ 287 K kg J Raer = Compresorul radial -48- Se adopt
viteza periferic la ieire din rotor ca fiind: ( ) ( ) 100 1 53 . 3
] / [ 100 12 + = + ~ s m p us ] / [ 4532s m u ~ iar viteza absolut
a aerului n seciunea a-a: ( ) ] / [ 3 . 0 15 . 02s m u ca = -
presiunea static: 22 . 0225 . 1 013 . 1 ] [22 2* = = barcp paaata ]
[ 964 . 0 bar pa = - temperatura static: = =22 . 0288 ] [22.20KCcT
Taer paa ] [ 99 . 287 K Ta = ] / [ 584 . 1003.K kg J Caer p = -
debitul volumic: 964 . 0176 . 1] / [3= = s mQVaaera ] / [ 22 . 13s
m Va = Compresorul radial -49- 4.3. Rotorul tipul i geometria
paletelor
Pentrusuflantelecentrifugedestinatesupraalimentriimotoarelorcuardere
internseutilizeazrotoareseminchise,careaupaletelencastratenbutuc(
turnateodatcuacesta)astfelcuncanaldescurgereestelimitatdeperetele
statorului, de peretele rotorului i de paletele aflate n micare de
rotaie. n funcie de mrimea unghiului ,2| dintre viteza de transport
i cea relativ la ieire din paletele rotorului, vom avea rotoare:
-cu palete curbate napoi, 0290 | -cu palete radiale la ieire, 0290
= | -cu palete curbate nainte, 0290 | Unghiul 1| dintre viteza de
transport i cea relativ la intrare n rotor poate fi ascuit,
indiferent de profilul paletei.
Energiaspecificcesetransmitecurentuluincanalelerotoruluinuesten
funciedeformapaletelorideconfiguraiageometricacanalelorrotorului,ci
estefuncienumaideparametriigeometrici ) , , , (2 1 2 1| | d
diniialiifinaliai canalelor, precum i de turaie ( proporional cu
ptratul vitezei periferice 2u).
Cantitateadeenergietransmiscurentuluincanalelerotoruluiesten funcie
de valoarea unghiului 1o, adic de direcia dup care curentul este
dus spre canalele rotorului. Cantitatea de energie crete cu
creterea unghiului 1o, dar odat cu creterea unghiului 1o,unghiul
1|alpaleteilaintrarencanalscade,iarseciuneade intrare a fluidului n
canalele rotorului crete. Se mresc, de asemenea, pierderile la
Compresorul radial -50- intrarean canale, randamentul mainii scade
i se nrutete caracteristica ei de presiune. Din ceste motive 1o nu
se alege mai mare de . 900 O dat cu creterea unghiului 2|,
cantitatea de energie ce poate fi transmis curentului n canalele
rotorului va fi mai mare, dar, de asemenea va crete i viteza
absolut la ieire, 2u. Indicaii: -pentru o anumit presiune, viteza
periferic 2u i turaia n, cea
maibunutilizareavitezeiperifericeareloclarotoarelecu palete curbate
nainte ( )0290 |; -celmaimicdiametru 2dseobinepentrupaletelecurbate
nainte; -limearotoruluicupaletecurbatenainteestemaimaredect limea
rotorului cu palete curbate napoi;
-canaleleipaletelesuntmaiscurtelarotoarelecupaletele curbate
nainte; -concomitentcucretereaturaieispecificeasuflanteise
micoreazlungimeapaletei,iarlimeaeicrete,deaceeala
turaiispecificemariipaletecurbateseobineoform
defavorabilderotordinpunctdevederealrezistenei(
paleteletrebuieconsolidateisereducevaloareaadmisa vitezei
periferice 2u); -formaceamaiavantajoasilimeaceamaimicoprezint
rotoarelecupaletecurbatenapoi;deasemeneaipierderile sunt mai mici,
deci randamentul mai mare; Compresorul radial -51-
-larotoarelecupaletecurbatenapoiicuvalorisczuteale unghiului
2|,sepoateobineocaracteristicdepresiune stabil, spre deosebire de
cele cu palete radiale la ieire i cele curbate napoi care prezint
caracteristici instabile.
nconcluzie,pentrusuflanteledestinatesupraalimentriimotoarelor
caracterizate prin turaii specifice mari, se recomand utilizarea
rotoarelor cu palete curbate napoi. Calculul de dimensionare a
rotorului
Porninddelapresiuneanecesarsupraalimentriimotoruluiiconsidernd
pierderiledepresiunedinavaldinsuflant(peconductadeadmisieamotorulu)]
[ 02 . 0 01 . 0 bar pr =
putemevaluapresiuneastaticnecesarlaieireadin suflant ca fiind: ] [
02 . 0 01 . 0 ;,bar p p p pr r ss = A A + = 55 . 3,=sp Asfel,
raportul de comprimare necesar a fi relizat de suflant este: 964 .
055 . 3,= = Hascpp 68 . 3 = Hc Compresorul radial -52- i
corespunztor lui, lucrul mecanic izentropic: ] / [ 111kg J T
Rkklaeraerkkc a aeraeraers ((
H = (((
=1 68 . 3 99 . 287 2871 41 . 141 . 141 . 11 41 . 1sl ] / [ 23 .
122 kg kJ ls = 41 . 1 =aerk Se adopt o anumit cifr de debit: 095 .
0 075 . 0 = u
corespunztorcreiasepoatedetermina,orientativ,diametrul de ieire al
rotorului: 453 075 . 0 14 . 322 . 1 410 ] [4103232 = u = mmuVdat ]
[ 2142mm d = Se adopt o valoare rotunjit pentrul diametrul2d i se
recalculeaz cifra de debit corespunztoare lui: 2224000000u dVa = ut
075 . 0 = uverificndu-se, se ncadreaz n limitele prescrise.
Compresorul radial -53- Se adopt numrul de palete rotorice: 30 12 =
zDiametrul de intrare 1d este o dimensiune esenial n proiectarea
suflantei i se determin din condiia ca valoarea vitezei relative la
intrare 1ws fie minim
(pentruaobinepierderiminimepecanalelerotoruluiidevierireduseale
curentului ctre canalele rotorului ). Vitezarelativ
1wvafiminimncondiiilencareraportuldiametrelor intrare ieire va fi:
32232121220min21195 . 0 95 . 0075 . 0 225 . 02+ =u + =||.|
\|= , cdddd
25 . 01 =d n care:25 . 0 15 . 0200 = =ddd - este raportul
recomandat ntre diametrul butucului i cel al rotorului, 95 . 0 85 .
01 = c - factor de comprimare ( valorile minime corespund vitezelor
tangeniale mari ),
95 . 0 85 . 01 = ,-factordetrangulareacurentuluilaintrarean
rotor ( valorile minime corespund numerelor mari de palete i
diametrelor mici de
rotor),deci,diametruldeintrarenrotor,careasigurvitezarelativminimla
intrare va fi: Compresorul radial -54- 25 . 0 214 ] [1 2 1 = =m d d
d ] [ 92 . 531m d = Se adopt o valoare rotujit, cu care se va lucra
n continuare. Diametrul bucei va fi: 2 . 0 214 ] [0 2 0 = =m d d d
] [ 5 . 530m d =
Secalculeazdiametrulrelativealbuceinraportcudiametruldeintrare 10dd
i se verific condiia: 3 . 010dd
Dacaceastcondiienuestendeplinitserevineadoptndu-seoalt valoare a
raportului 200ddd =. Diametrul mediu relative la intrare: 25 . 53
92 . 532141212 2 20212+ =+ =d dddmed
25 . 0 =medd Compresorul radial -55- Coeficientul circulaiei (
reducere a sarcinii teoretice ): ( ) 0625 . 0 1 15 314 . 3 2111
3211222 +=||.|
\| +=medd zt 87 . 02 = Cifra de sarcin adiabatic: 871 . 0 75 .
0871 . 003 . 01 2 1 2 |.|
\| + = |||.|
\|+ =tstcHHdH qo 35 . 1 =cH unde: tH- cifra de sarcin teoretic.
Pentru ieire radial i n absena vrtejului preliminar se poate
considera: =tH 08 . 0 03 . 0
=do-factordefrecareadiscului(valorilemaricorespund diametrelor mici
). Viteza tangenial la ieirea din rotor: 135 . 023 . 1222 ] / [ 22
= =s mHlucs ] / [ 5 . 4252s m u = Compresorul radial -56- Aria
seciunii de intrare n rotor: 45 . 53 92 . 5314 . 3 ] [42 2220211 =
= md dA t ] [ 28 . 3521m A = Lungimea paletei la intrare n rotor:
25 . 53 92 . 53] [20 11== md dl ] [ 21 . 01m l = Presiunea total n
seciunea de intrare: 013 . 1 98 . 0 ] [1* = = bar p pat ao ] [ 99 .
01*bar p = 998 . 0 97 . 0
=ao-factordereducereapresiuniitotale(valoriredusepentru racorduri
de intrare cu profil curbiliniu i viteze tangeniale mari ).
Densitatea adimensional a aerului: ( )1*1*11 111100000A p
mTQccqaercri = = unde:] [ 2930*1K T T = = aerkkaeraerRkk
maeraer1112+||.|
\|+ = Compresorul radial -57- Viteza raportat: 68 . 31310011=
=crIac 318 . 01 = ] / [ 1001s m c = 1 41 . 1293287 41 . 1 21201+ =+
=aeraer aerkTR k acr 68 . 3131=cra Temperatura raportat: 1 41 . 11
41 . 1318 . 0 11112 21*111+ =+ = =aeraerkkTT t 98 . 01 = t
Presiunea raportat: 43 . 221121*111 41 . 11 41 . 1318 . 0
1111|.|
\|+ =||.|
\|+ = =aerkaeraerkkpp t 95 . 0 = t Parametrii curentului n
seciunea' 1 ' 1 : 293 98 . 0 ] [*1 1 1 = = K T T t ] [ 1 . 2871K T
= Compresorul radial -58- 99 . 0 95 . 0 ] [*1 1 1 = = bar p p t ] [
94 . 01bar p = 1 . 287 28794 . 0] / [3111== m kgT Rpaer ] / [ 14 .
131m kg = Pierderi de sarcin n racordul de aspiraie: 210003 . 0 ] /
[22 21 = = kg Jcla fa, ] / [ 150 kg J lfa = 06 . 0 03 . 0 =a, -
pentru record axial 2 . 0 1 . 0 =a, - pentru record radial,
curbiliniu Valoarea exact a cifrei de debit: 5 . 425 21495 . 022 .
14 42222 = = u u dVaert 18 . 0 = u
Pentruvalorialecifreidedebitmaimaridect1 . 0 09 . 0 suntgreude
asigurat dimensiuni convenabile pentru paletele rotorului turbine
centripete. Dac condiia nu este satisfcut se reiau calculele.
Compresorul radial -59- Coeficientul de comprimare' 1 ' 1 : 225 .
114 . 111= =ac 93 . 01 = c
Valoareaexactaraportuluidiametrelor,necesarasigurriivitezeirelative
minime la intrare: 3222232121220 195 . 093 . 018 . 025 . 0 2 + = u
+ =cd d 067 . 01 =d
Secomparvaloareaobinutcuceaanterioar,calcululseconsider satisfctor
pentru erori mai mici de 5%. Se adopt valoarea definit a
diametrului1d.
Vitezarelativlaintrarenrotor,ladiametrulexteriorprecumiceala
diametrul mediu, vor fi: ( )222 121115 . 425 25 . 095 . 0100] / [ +
|.|
\|=||.|
\| +||.|
\|=s m u dcw, ] / [ 6 . 1491s m w = ( ) ] / [22211s m u
dcwmedmedmed +||.|
\|=, Compresorul radial -60- Numrul Mach va fi: 1 . 287 287 41 .
11491111,1 = = =T R kwawMaer aerw 43 . 0,1=wM
PentruvalorialenumruluiMachmaimaridect9 . 0 85 . 0 voraprea
problemela profilareanterotorului,adic grosimeapaletei
trebuiesafiemultmai mic dect in mod obinuit. Factorul presiunii
totale: 94 . 01111= =aeraeraakknnatto
Secomparcuvaloareaobinutanterioriarcalcululseconsider satisfctor
pentru erori mai mici de 3%. Direcia vitezei relative la intrare n
rotor: ] [ 8 . 4525 . 0 ,5 . 425100,11211grdarctg ducarctg=|.|
\|=||.|
\|=|| ] [ 6 . 4525 . 0 ,5 . 425100,21grdarctg ducarctgmedmed
med=|.|
\|=||.|
\|=|| Compresorul radial -61- ] [ 8 . 4525 . 0 ,5 .
425100,00210grdarctg ducarctg=|.|
\|=||.|
\|=|| Unghiul paletelor la intrare n rotor: 5 . 1 8 . 455 . 1 6
. 455 . 1 8 . 450 0 . 0.1 1 1+ = + =+ = + =+ = + =iiipmed med p
medp| || || | ] [ 5 . 1 ] [ 3 1 grd i grd i = = Se consider unghi
de atac constant pe nlimea paletei : 0 1i i imed = =
Factoruluidetrangulareaseciuniideintrare(princonsiderarea
dimensiunilor reale ale paletelor ) pp med med med medp id dzSd
dzSd dzS. 0 0 210 0. 211 1 211sin 1sin 1sin 1|t,|t,|t, = = =
iSgrosimea paletei la intrare, la diametrele medd d ,1i 0d ( ) ,
015 . 0 005 . 02d S
=grosimeapaleteisemicoreazdelabutucspreperiferie ( ) 65 . 1 55 . 0
= S Compresorul radial -62- Viteza meridional la intrare: ] / [ 89
. 109 '91 . 0100] / [1 's m cs mccmedmedmed== =, Cifra de livrare
la intrare: 75 . 120 '91 . 089 . 109'1'1= A= = Amedmedc,
Viteza meridional la ieire: ] / [ 48 . 16 '15 . 0 89 . 109 ] / [
' '22 2s m cs m c cmmed m= = = Cifra de livrare la ieire: 38 . 0 '5
. 42548 . 16 ''2222= A= = Aucm Estenecesarca ( ) . ' 1 7 . 0 '2 med
mc c =Dac 32 . 0 25 . 0'2 = Aesteindicat utilizarea unui difuzor
paletat, iar dac 38 . 0 3 . 0'2 = A se poate utiliza un difuzor
nepaletat. Compresorul radial -63- Diametrul intermediar
convenional: 99 . 54 '92 . 53 02 . 1 02 . 1 '11 1= = =dd d Valoarea
recomandat experimental pentru viteza n seciunea 1-1: ] / [ 18 . 63
"248 . 16 89 . 109] / [2' '"121s m cs mc ccmm medm=+=+= nlimea
paletei la intrare n partea radial a rotorului, seciunea 1-1: ( ) (
)27 . 240 "1 . 1 15 99 . 54 95 . 0 18 . 6314 . 117 . 1"1' '1' '1'
'1"1"11= = =mmaermbS z d cQb t medS S = =' '1 1' '1; Viteza absolut
i relativ la ieire din rotor:( ) | | ( ) | |] / [ 71 . 57 '5 . 425
87 . 0 1 48 . 16 ] / [ 1 '22 2 22 22'2 2s m ws m u c wm= + = + = (
) ( )] / [ 55 . 370 '2 . 425 87 . 0 48 . 16 ] / [ '22 2 22 22'2 2s
m cs m u c cm= + = + = Dac difuzoritatea rotorului||.|
\|'2wwmedestemaimarede1.8atuncitrebuie mrit viteza '2mc i se
reia calculul. Compresorul radial -64- Pierderea de sarcin n
anterotor: ] / [ 25 . 421 . 23815 . 0 ] / [2122'1 1kg kJ lkg
Jwlfmedf= = = 3 . 0 1 . 01 = i reprezint coeficientul de pierderi n
anterotor ( valorile superioare corspund rotorilor cu dimensiuni
mici i numr Mach mare ) Pierderi de sarcin n partea radial a
rotorului: ] / [ 95 . 0218 . 6315 . 0 ] / [2222' '12 2kg kJ lkg
Jclfmf= = = 2 . 0 1 . 02 = Lucrul mecanic de frecare a discului: ]
/ [ 4 . 55 . 425 03 . 0 ] / [2 22kg kJ lkg J u lfdd fd= = = o do-
valoare adoptat anterior Lucrul mecanic interior la rotorului: ] /
[ 97 . 157 kg kJ l l lfd t i= = Compresorul radial -65- Temperatura
dup rotor: ( ) ( )] [ 422287 29 . 0 4 . 5 5 . 0 97 . 157 293 ] [15
. 0] [ 5 . 3445 . 1003255 . 370422 ] [2*20*2'22.2'2*2'2K TK Rkkl l
T TK TK CcT Taeraeraerfd iaer p= + = + == = = Exponentul politropic
al procesului de comprimare n rotor: ( ) ( )43 . 31 . 287 5 . 344
28795 . 0 25 . 441 . 041 . 11 121 22 122= ++ = ++=nT T Rl lkknnaerf
faeraer Presiunea dup rotor: ] [ 01 . 41 . 2875 . 34494 . 0 ] ['297
. 711'21'222bar pbarTTp pnn=|.|
\| =||.|
\| = Densitatea dup rotor: ] / [ 81 . 45 . 34428701 . 4100000 ]
/ [ 1000003 '23 '2'2 '2m kgm kg TRpaer= = = Compresorul radial -66-
nalimea paletelor la ieirea din rotor: ( ) ( )] [ 7 . 10013 . 0 15
214 95 . 0 48 . 1681 . 417 . 1] ['22 2 2'2'2'2m bm S z d cQbmaer= =
= t nlimearelativapaletei 2'2'2dbb =trebuiessencadrezenlimitele 07
. 0 04 . 0 Cifra Mach la ieirea din rotor: 99 . 05 . 344 287 41 .
155 . 370'2'2'2'2= = =caer aercMT R kcM Compresorul radial -67- 4.4
Difuzorul Considerm iniial cazul unui difuzor inelar avnd n
proiecie axial limea constant ct b b = =4
3;aceastlimesealegepuinmaimaredectlimea seciunii de ieire din rotor
.2 3b b >
Deoarecelimearotoruluilaieireestemaimaredectlimeacurentului
activ,laintrareandifuzorseformeazozondecurgeredispersat,pnla
umplerea total a difuzorului fiind necesar o anumit lungime r A.
Lungimea radial a zonei de curgere dispersat este cu att mai mare
cu ct
limeacurentuluiactivlaieireadinrotor,ncomparaieculimeadifuzorului
este mai mic. n timpul micrii curentului prin difuzor apare pe
pereii lui un strat limit a crui grosime, datorit gradientului
pozitiv de presiune, se mrete spre ieire.
Pierdereadepresiunepentrunvingerearezistenelornstratullimiteste
mult mai mare dect n restul masei de fliud; totodat apare i o
cretere general a presiunii n difuzor, ceea ce conduce la formarea
zonelor de vrtej. Lungimearadialaunuiastfel de dispozitiv
deconducere, nepaletat, trebuie s fie mai mare dect lungimea radial
a zonei de curgere dispersat, n caz contrar, curentul va ni prin
difuzor, fr a ajunge s umple ntreaga seciune. n afar de aceasta,
transformarea energiei cinetice n energie de presiune n difuzoare
drepte se produce lent ( Ex: pentru a micora viteza viteza
curentului la jumtate,diametrulexterioraldifuzorului
4dtrebuiesfiededouorimaimare dect dimetrul rotorului).
Dinaceastcauzseprevede o anumitconicitatea difuzoruluin seciune
axial,ceeaceinflueneazmicorareacomponeneiradialeavitezeiprecumi
micorarea brusc a unghiului curentului. Compresorul radial -68-
4.4.1 Difuzorul nepaletat Limea difuzorului nepaletet la intrare: ]
[ 7 . 100002 . 0 7 . 10 ] [2'2 2m bm b b b=+ = A + = 00025 . 0 0002
. 0 = Ab- joc corp palete Limea difuzorului nepaletat la ieire: ] [
56 . 88 . 0 7 . 10 ] [32 3m bm b R bb=+ = = 9 . 0 78 . 0 =bR cnd nu
exist difuzor paletat 1 =bR cand exist i difuzor paletat Componena
meridional la intrare n difuzorul nepaletat ( ieire din rotor ): ]
/ [ 56 . 87 . 10 214 95 . 054 . 217 . 1] / [22 222s m cs m b
dQcmaerm= = = t Viteza absolut la intrare n difuzorul nepaletat: (
) ( )] / [ 2 . 394453 87 . 0 56 . 8 ] / [22 2 22 222 2s m cs m u c
cmm m= + = + = Compresorul radial -69- Direcia vitezei absolute la
intrare n difuzorul nepaletat: ] [ 3 . 1856 . 82 . 394arcsin ] [
arcsin2222grdgrdccm=|.|
\|=||.|
\|=oo Pentru a utiliza difuzoare paletate este necesar ca
unghiul 2os fie mai mare de 012 . Dac 2o este mai mare de 0 025 22
se poate utiliza difuzoare nepaletate. Direcia vitezei absolute la
ieire din difuzorul nepaletat: ( ) ( )] [ 3 . 183 . 18 8 . 0 ] [32
3grdtg arctg grd tg R arctgb= = =oo o Viteza dup difuzorul
nepaletat: ] / [ 2 . 31525 . 12 . 394] / [323s m cs mRccc== = 25 .
1 08 . 1 =cRncazulncareexistidifuzorpaletat,calorilesuperioare
corespund pentru numere Mach mai mari de 0.8.
nipotezadeplasriifrfrecare,traiectoriaparticulelordefluidvafio
spirallogaritmic,pentrucarevitezafacenoricepunctacelaiunghicuraza
vectoare. Fluidul poate fi frnt mai mult dac traiectoria particulei
este obligat s se desfoare sub influena formei paletei. Compresorul
radial -70-
ngeneral,dinmotiveconstructivepaletaareformdearcdecercacrui raza
este: ( )3 3 4 42324cos cos 2 o o =r rr rR Exponentul politropic al
comprimrii n difuzorul nepaletat: DNaeraerkknnq = 1 133
Randamentulpolitropicalcomprimriindifuzoarelenepaletatescurtece
preceddifuzoarepaletateestede67 . 0 55 . 0
,iarpentrudifuzoarelelungi . 78 . 0 65 . 0
Valorilesuperioarecorespundnumerelor '2 cMmici,rapoartelor '2bmari,
unghiurilor 2|mari(depnla 0 035 30 )idifozoarelornguste,cu . 9 . 0
78 . 0 =bR Compresorul radial -71- Temperaturile n difuzorul
nepaletat: *2*33.23*3 322.22*2 2] [ 1 . 4215 . 100322 . 315422 ]
[2] [ 3855 . 100322 . 394422 ] [2T TK TK CcT TK TK CcT Taer paer
p== = == = = Presiunea dup difuzorul nepaletat: '2 2399 . 11232 3]
[ 07 . 43851 . 42101 . 4 ] [33p pbar pbarTTp pnn==|.|
\| =||.|
\| = Densitatea aerului n seciunea de ieire din difuzorul
nepaletat: ] / [ 45 . 51 . 42128707 . 4100000 ] / [ 100000333333m
kgm kg TRpaer= = = Compresorul radial -72- Diametrul de ieire din
difuzorul nepaletat: ] [ 94 . 13 . 18 sin 45 . 5 2 . 315 56 . 895 .
017 . 1] [ sin33 3 3 3 3m dm c bQdaer= = = o t 4.4.2 Difuzorul
paletat Viteza dup difuzorul paletat: 5 . 2 2] / [ 6 . 15722 . 315]
/ [434 === =ddRs m cs mRcc Exponentul politropic al comprimrii n
difuzorul paletat: 88 . 0 78 . 01 144 ==DPDPaeraerkknnqq
Temperatura dup difuzorul paletat: *3*442.24*4 4] [ 5 . 4085 .
100326 . 176422 ] [2T TK TK CcT Taer p== = = Compresorul radial
-73- Presiunea dup difuzorul paletat: ] [ 81 . 31 . 4215 . 40807 .
4 ] [499 . 11343 444bar pbarTTp pnn=|.|
\| =||.|
\| = Densitatea la ieirea din difuzorul paletat: ] / [ 42 . 55 .
40828781 . 3100000 ] / [ 100000343444m kgm kg TRpaer= = = Diametrul
de ieire din difuzorul paletat: ( )] [ 32 . 294 . 1 2 . 1 ] [ 4 . 1
2 . 143 4m dm d d= = = Limea difuzorului paletat la ieire: ] [ 57 .
8294 . 1 32 . 25 56 . 8 ] [240 3 43 4m btg md dtg b b= + = + = 0 06
5 = Componenta meridional a vitezei la ieire din difuzorul paletat:
] / [ 07 . 457 . 8 32 . 2 95 . 042 . 517 . 1] / [44 444s m cs m b
dQcmaerm= = = t Compresorul radial -74- Direcia vitezei absolute la
ieirea din difuzorul paletat: ] [ 05 . 226 . 15707 . 4arcsin ] [
arcsin4444grdgrdccm=|.|
\|=||.|
\|=oo Deviaia curentului n difuzor: ] [ 75 . 33 . 18 05 . 22 ]
[3 4grdgrd= A = = Aoo o o nmodnormal 0 015 8 = Aodarpentrurapoarte
134bbsepoatecadeviaias aib valori mai mici. Unghiurile paletelor la
intrare i ieire: ] [ 05 . 253 05 . 22 ] [] [ 3 . 202 3 . 18 ] [44 4
433 3 3grdgrdgrdgrd ipppp=+ = + ==+ = + =oo o ooo o 0 033 1 = i-
unghi de atac 0 044 3 = o- unghi de redresare Compresorul radial
-75- Numrulpaletelor difuzoruluipaletat se obine din condiia
pasului relative optim: ( )202sin118 74 33434=++ =Dp pDZddddZo o
Seadoptunnumrntregdepalete,eventualunnumrparpentrucs jumtate din
ele s fie scurtate pentru a se micora ngustarea seciunii la
intrare. Compresorul radial -76- 4.5 Parametrii finali Viteza la
ieire din suflant: ] / [3602's m rQcDF DFaerct = Presiunea la ieire
din suflant: ] [22 244''bar lc cp pDF CSfcDF CSc||.|
\|+ =++ Valoarea final a presiunii'cp trebuie s coincid cu
valoarea presiunii statice laieirenecesare
'sp,cuoeroareadmisde2%;daceroareaestemaimare
suflantaserecalculeazmodificndparametriicaredeterminsarcina
compresorului. Temperatura la ieire: ||.|
\|= =Acaer pcc cT TK CcT T*.2*''' '] [2 Densitatea la ieire:
43''''] / [ 100000 = =ccaerccm kg TRp Compresorul radial -77-
Puterea intern a suflantei: ] [KW l Q Pi aer i = Turaia suflantei:
min] / [ 6022rot duns =t
Lasuflanteledestinatesupraalimentriimotoarelorintereseaz,pelng
stabilirea soluiei constructive din condiia de pierderi minime (
ramdament maxim
)laregimnominal,ideterminareaperformanelorilaalteregimurifuncionale
impusedemodificareasarciniimotorului,precumistabilireamodalitilorde
adaptare la gama regimurilor impuse. Pentru variaii ale turaiei n
limita a +30% fa de cea nominal, de calcul, se poate considera c:
-debitul este proporional cu turaia: nnQQnomaeraernom=
-presiunea de refulare variaz proporional cu ptratul turaiei:
2|.|
\|=nnppnomssnom
-putereaconsumatdesuflantvariazproporionalcudebitul turaiei:
3|.|
\|=nnppnom nom
