Dyfuzor zakrzywiony (o kontrolowanym zarysie)

• Autorzy: Antas S.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2013.32

Warianty tytułu

EN

Controlled-contour diffuser with controlled profile

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zastosowanie sprężarek promieniowych i osiowo-promieniowych w silnikach śmigłowych, śmigłowcowych i dwuprzepływowych może wymagać konstrukcji małych średnic dyfuzora w celu uzyskania niższej masy i mniejszej powierzchni czołowej. Konwencjonalne dyfuzory wylotowe cechują duże średnice w przekroju wyjściowym dla wartości liczb Macha mniejszych od 0,2 oraz niskich zawirowań strumienia w komorze spalania, stąd konstrukcja kanału przepływowego dyfuzorów wylotowych o małych średnicach, zwanych dyfuzorami o kontrolowanym zarysie lub dyfuzorami zakrzywionymi, jest złożona. Zarys przekroju poprzecznego kanału przepływowego takiego dyfuzora zmienia się od okrągłego przez owalny na eliptyczny, a następnie prostokątny z dwoma promieniami bocznych zaokrągleń. W pracy przedstawiono oryginalną metodę wyznaczania parametrów strumienia w kanale oraz w przekroju wyjściowym dyfuzora zakrzywionego, stanowiącego układ wylotowy sprężarki promieniowej lub osiowo-promieniowej z dyfuzorem rurkowym. Zaprezentowano także nową metodę określenia parametrów geometrycznych tego dyfuzora. Wymienione metody mogą być stosowane w trakcie realizacji projektu koncepcyjnego sprężarki z wykorzystaniem twierdzenia Pitagorasa, właściwości elipsy, równania ciągłości, równania zachowania energii, pierwszej zasady termodynamiki, równania momentu ilości ruchu Eulera, funkcji gazo-dynamicznych oraz definicji stosowanych w teorii maszyn wirnikowych. Przedstawiono także zasady doboru obliczeniowej wartości sprężu sprężarki z dyfuzorem rurkowym.

EN

The application of radial and axial-centrifugal compressors in turboprop, turboshaft and turbofan engines may require the construction of small diameters diffuser in order to obtain lower weight and smaller frontal area. Conventional exhaust diffusers typically have large outlet diameters for exit Mach numbers lower than 0.2 and low swirl flow to the combustor, hence the design of channel of the low-diameter diffusers called con trolled-contour, fishtail-shaped diffuser or diffusing trumpet is complex. The cross-sectional shape of these channels is varied from circular to oval to elliptic and to rectangular. The paper presents an original method for determining the flow parameters in the channel and at the outlet section of the downstream diffusing trumpet for a pipe diffuser, which constitutes the downstream duct of the radial or axial-centrifugal compressor with the pipe diffuser. It also illustrates a new method for determining the geometrical parameters of the diffuser. Mentioned methods (for conceptual design of a compressor with pipe diffuser) are based on Pythagorean theorem, properties of ellipse, equation of continuity, energy equation, first law of thermodynamics, Euler’s moment of momentum equation, gaso dynamic functions and definitions used in theory of turbo-machines. The final part of the article includes principles of selection of the computational value pressure ratio for the compressor with the pipe diffuser.

Słowa kluczowe

PL

sprężarka; układ wylotowy; dyfuzor zakrzywiony

EN

compressor; downstream duct; controlled-contour diffuser

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2013
• Tom: z. 85[288], nr 4
• Strony: 353--373
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Antas S.

• Politechnika Rzeszowska, al. Powstańców Warszawy 8, tel. [phone]

Bibliografia

• 1.Kenny D.P.: A novel low-cost diffuser for high-performance centrifugal compressors. Trans. ASME, J. Eng Power, 1 (1969), 37-47.
• 2. Antas S., Lesikiewicz A.: Teoria silników przepływowych. Funkcje gazodynamiczne. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1987.
• 3. Blair L.W., Russo C.J.: Compact diffusers for centrifugal compressors. Journal of Aircraft, 19 (1982), 46-51.
• 4. Jarosz S., Kenny D.P., Vrana J.C.: Maszyna przepływowa odśrodkowa, zwłaszcza sprężarka odśrodkowa. Urząd Patentowy PRL. Opis patentowy nr 71428, 1974.
• 5. Yaras M.I., Orsi P.: Measurements of the transient velocity field in a strongly curved diffusing bend with periodic inflow unsteadiness. Experiments Fluids, 36 (2003), 363-372.
• 6. Vrana J.C.: Diffuser for centrifugal compressor. United States Patent No. 3333762, August 1967.
• 7. Tuliszka E.: Sprężarki, dmuchawy i wentylatory. WNT, Warszawa 1976.
• 8. Antas S.: Ocena wpływu wybranych metod modyfikacji maszyn wirnikowych turbinowych silników śmigłowych i śmigłowcowych na zapas statecznej pracy sprężarki. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2006.
• 9. Reves G.B.: Design and performance of selected pipe-type diffusers. ASME Paper No. 77-GT-104, 1977.
• 10. Antas S.: Dyfuzor rurkowy sprężarki promieniowej. J. Aeronautica Integra 1/2012 (11), 3-9.
• 11. Antas S., Wolański P.: Obliczenia termo-gazodynamiczne lotniczych silników turbinowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1989.
• 12. Biełousow A.N., Musatkin N.F., Radko W.M.: Tieorija i rasczot awiacyonnych łopatocznych maszyn. Samarskij Gosudarstwiennyj Aerokosmiczeskij Institut, Samara 2003.
• 13. Dzierżanowski P. i in.: Konstrukcja silników lotniczych. Wydaw. WAT, Warszawa 1972.
• 14. Bennet I., Tourlidakis A., Elder R.L.: The design and analysis of pipe diffusers for centrifugal compressors. J. Power Energy, 214 (2000), 87-96