控制激增的离心式压缩机通过喷嘴喷射系统:普遍性喷射喷嘴的最优位置

文摘

飙升的被动控制方法和离心式压缩机旋转失速通过喷嘴喷射系统提出了延长低流量的稳定工作范围。流的一部分的滚动出口压缩机循环是注射喷嘴安装在压缩机的吸入管的内壁通过旁通管和注入到叶轮入口。两种类型的压缩机进行了测试在50000转的转速和60000 rpm的圆周位置参数的注入喷嘴。目前的实验结果表明,最优圆周位置,最有效地减少了流量的激增《盗梦空间》存在的对面的舌头对转动轴滚动,不取决于压缩机系统和旋转速度。

1。介绍

近年来,全球环境保护方法的进展和措施等问题汽车的废气和化石燃料消耗是紧迫的任务。涡轮增压器,技术处理环境问题的一部分,预计清洁汽车发动机的废气通过提高燃烧效率,并有助于通过裁员减少燃料消耗的发动机导致体重减少。因此,应用程序的各种类型的汽车涡轮增压器是发展迅速。此外,由于离心压缩机、涡轮增压器的主要组成部分,拥有更高的压力比在一个单一的阶段,因此有助于减少尺寸和重量,它被广泛用于各种工业机器以及涡轮增压器。因此,稳定运行范围的扩展和改进所需的增压离心压缩机的特点显著。

涡轮增压器的离心式压缩机的操作较低流量接近最大压力比诱发不稳定现象,比如旋转失速和激增。特别是,增兵可能产生足够的强烈振动和噪声摧毁整个管道系统包括压缩机。此外,它强烈影响压缩机的性能特征。因此,稳定运行范围是不可避免地受到限制。因此,一些调查(1- - - - - -6)进行了控制不稳定现象的《盗梦空间》的目的是稳定运行范围的扩展离心式压缩机的流量低。

在先前的研究控制飙升的离心式压缩机,注射喷嘴系统使用,在放电管的一部分流动循环叶轮的入口,和控制旋转失速和飙升的这个硕果7]。此外,优化参数的影响等注射喷嘴系统的性能的注入已经完成(8]。此外,最佳的依赖注入位置叶轮的转速(已被调查9]。然而,由于这些研究已经进行了相同的涡轮增压器系统的普遍性的特点,注入喷嘴尚未阐明。

在这项研究中,注入喷嘴的最佳圆周位置,最有效地减少了流量的《盗梦空间》,调查了两种类型的压缩机的旋转速度50000 rpm和60000 rpm检查的普遍性的最佳圆周位置注入喷嘴。此外,注入的影响流场的波动性质之前和之后的《盗梦空间》被检查的频率调查静压波动在墙上面。

2。实验仪器

在这项研究中使用的实验装置如图1。配置和规格的离心叶轮两种类型的离心压缩机A型和B型图所示2和表1,分别。从径向叶片出口角测量。螺杆压缩机的压缩空气供应是用于驱动涡轮叶轮旋转压缩机叶轮通过共转轴。的一部分空气压缩机出口的滚动,这是压缩离心叶轮和无叶片的扩散器,循环到注射喷嘴安装在叶轮进口通过旁通管。然后,剩下的空气通过输送管道排放。喷射喷嘴的内径在这项研究中的应用是4毫米。注射喷嘴安装在压缩机的吸入管的内壁,在圆周方向上移动,如图3。

3所示。实验方法

的起源的圆周位置注入喷嘴表示通过TT(0)位于相应的位置滚动舌头部分如图4。的圆周位置注入喷嘴TT具有积极的价值在离心叶轮的旋转方向。在以下,与注射喷嘴被命名为“注入,”,没有注射喷嘴被命名为“正常。“压缩机的性能测试进行的纠正转速50000转60000 rpm。在每个实验中,流量逐渐降低的全面开放条件下通过关闭闸阀安装在输送管道的下游一侧,直到《盗梦空间》。在这项研究中,preexperiments进行联系的程度闸阀开流量。限制流量的激增《盗梦空间》被定义为阀门开度的流量最低革命从打开的,在这突然增加的压力波动造成的观察。在这项研究中,发现的《盗梦空间》的观察压力波动造成的激增,这是突然增加逐渐关闭阀的最小的革命。在注射的实验,实验进行了每30度的TT TT (0)。此外,B型的实验是在15度间隔的最佳TT,显著减少了限制流量激增。注射喷嘴的出口位于上游的入口1毫米叶轮每注射的实验条件。 The thermocouples were used to measure the temperature at both the inlet and outlet of the compressor. The static pressure at delivery duct and the pressure difference across the orifice were measured by the pressure transducer. The uncertainty for the measured pressure data is ±5 kPa. The corrected flow rate和压力比定义由以下方程: 在哪里是测量流量,标准大气压力,是测量大气压力,是测量温度,是标准温度,是测量压气机出口总压。为了研究不稳定现象,墙上静压波动测量压缩机出口的下游1800毫米。墙上静压波动的频率特性是通过执行FFT分析。流量传感器安装在旁通管测量流量逐出喷射喷嘴。

4所示。结果与讨论

4.1。性能特征

图5显示了正常的性能特征和注射A型和B型的旋转速度的50000 rpm和60000 rpm。图6显示了性能特点我股份在低流量地区TT(0)和TT(180)的注入,显著减少了限制流量的激增《盗梦空间》所示后,正常。

注入几乎一致的性能曲线与正常的A型和B型每一转速(图5)。因此,很明显,影响喷射系统的压缩机的性能特点是微不足道的。此外,限制流量的激增《盗梦空间》是减少使用喷嘴喷射系统如图6。因此,喷嘴喷射系统被认为有能力扩大稳定工作范围的低流量的地区。认为注射的吸水管内壁的叶轮将减少回流区域分布在裹尸布侧墙的扩散器出口到叶轮入口出现增兵前《盗梦空间》,因此扩展限制流量激增开始低流量地区。

4.2。最佳注射位置

为了评估注入的影响减少限制流量的《盗梦空间》,改进的保证金是由以下方程: 在哪里和指的是限制流量激增《盗梦空间》在正常和注入,分别。图7给出了注入位置TT和改进率之间的关系。

提高利率在50000 rpm相对高于60000 rpm A型和b型展现了改善型率超过10% TT,最大超过20%达到尤其是对TT(180)在每个转速(图7(一))。类似的趋势也B型(图中观察到7 (b)),最大的改进率超过20%坐落在TT (180) 50000 rpm和60000 rpm。这些结果表明,最优的圆周位置注入喷嘴,产生的最大比率提高,坐落在TT(180),这是对面的舌头转动轴滚动,而不依赖于压缩机类型和转速。一般来说,阻碍细胞的数量在扩散器旋转失速条件下不同的两个根据流量的减少。此外,在压缩机的情况下滚动,圆周分布的静态压力扩散器端壁变得nonaxisymmetric和强烈扭曲的减少流量。这种扭曲的压力分布扩散影响叶轮中的流场,因此在流量激增。因此,认为最优的圆周位置注入喷嘴与拖延的行为有很强的关系细胞形成的圆周分布的静压扩散器。

4.3。频率特性

(一)在《盗梦空间》
数据8和9显示静态压力波动的频率特性在输送管道的内壁1800毫米下游压缩机出口的正常和最优的TT注射A型和B型,分别。结果如图的流量8和9最近的一个限制流量的激增开始正常。光谱的峰值压力波动正常在每个转速在A型和B型观察15到30 Hz左右。注射的最佳TT的峰值低于正常。的频率在A型和B型24.5赫兹和23.5赫兹,分别无论转速,不同于山峰中观察到的频率数据8和9。所以,数据的峰值8和9被认为是与不稳定的旋转失速等现象出现在《盗梦空间》。因此,认为最优的TT注入增强的改进速度飙升幅度通过抑制增兵前开始出现不稳定现象。

(b)在《盗梦空间》
为了研究注入的影响流场的条件下,正常的频率特性,TT(0),最佳TT(180)注入型的公斤/ s飙升后,《盗梦空间》在图给出10。”公斤/ s”意味着完全关闭叶片条件。
承认,飙升的光谱的峰值频率注入后变得比正常的《盗梦空间》。此外,最优TT(180)降低了频谱的峰值比TT (0)。这意味着注入也减少激增的强度,和最优注入的圆周位置还原恰逢激增,减少限制流量的激增。

4.4。注射流率

图11显示了注射质量流率TT(0)和最优TT (180) 50000 rpm和60000 rpm的注射A型和b型注射流率在每个条件几乎是恒定的完整的操作范围,但增加了转速的增加。这是由于压力比的增加由于转速的增加。另一方面,注射流率几乎是不受影响的圆周位置注入TT在每个转速。

为了评估注入质量流率的比值从交货质量流率放电管,再循环比是由以下方程:

图12显示了再循环率TT(0)和最优TT (180) 50000 rpm和60000 rpm的注射A型和b型的圆周位置注入TT的影响再循环率非常小。再循环比例增加了流量的减少在每个实验条件。此外,旋转速度之间的比较表明,再循环率提高转速的增加相应的趋势观察注射质量流率(图11)。

5。结论

本研究得到了以下结论。(1)与喷嘴喷射系统压缩机的稳定工作范围提高了这是一个直接影响性能的特点。(2)最优的圆周位置注入喷嘴,产生的最大改进率,坐落在对面的舌头滚动的转动轴无论压缩机类型和转速。(3)注射的最佳圆周位置提高改善的速度飙升保证金通过抑制增兵前开始出现不稳定现象。(4)注射流率几乎是恒定的完整的操作范围,但增加了转速的增加。(5)喷嘴喷射系统也能够减少激增的强度。(6)最优注入的圆周位置还原恰逢激增,减少限制流量的激增。

引用

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版权

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