пирамидальный или плоский диффузор с большим углом раскрытия

Формула изобретения

ПИРАМИДАЛЬНЫЙ ИЛИ ПЛОСКИЙ ДИФФУЗОР С БОЛЬШИМ УГЛОМ РАСКРЫТИЯ, содержащий четыре стенки и одну или две продольные перегородки, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь давления, перегородки установлены по диагоналям поперечных сечений диффузора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к аэродинамической технике и может использоваться в аэродинамических и теплообменных аппаратах и устройствах, а также в энергетических машинах.

Известны пирамидальные и плоские диффузоры с большим углом раскрытия, не снабженные специальными средствами воздействия на поток [1].

Недостатком таких диффузоров является большая величина потерь давления из-за отрывов потока, обусловленных большим углом раскрытия.

Известный пирамидальный или плоский диффузор с большим углом раскрытия, снабженный продольными перегородками [2] , содержит четыре стенки и продольные перегородки.

Перегородки расположены перпендикулярно одной или второй паре стенок. Благодаря перегородкам угол раскрытия диффузора эффективный, а значит и потери давления невелики.

Недостаток данного диффузора заключается в том, что при малом числе перегородок потери давления значительны вследствие недостаточно малого значения эффективного угла раскрытия.

Целью изобретения является уменьшение потерь давления при одной или двух перегородках.

Это достигается тем, что в известном пирамидальном или плоском диффузоре с большим углом раскрытия, содержащем четыре стенки и одну или две продольные перегородки, последние расположены по диагоналям поперечных сечений диффузора.

На фиг. 1 изображен пирамидальный или плоский диффузор с большим углом раскрытия, продольный разрез; на фиг. 2-5 - разрез А-А на фиг. 1 соответственно при пирамидальной форме диффузора и одной перегородке, при пирамидальной форме диффузора и двух перегородках, при плоской форме диффузора и одной перегородке, при плоской форме диффузора и двух перегородках.

Диффузор содержит четыре стенки 1-4 и одну 5 или две 5, 6 продольные перегородки. Стенки 1, 2 расходятся под большим углом , стенки 3, 4 в случае пирамидальной формы диффузора (фиг. 2, 3) также расходятся под большим углом. В случае плоской формы диффузора (фиг. 4, 5) стенки 3, 4 параллельны друг другу. Перегородка 5 расположена по диагоналям ВД поперечных сечений диффузора, а перегородка 6 - по диагоналям СЕ.

Диффузор работает следующим образом.

Рабочая среда движется по диффузору в направлении от входного сечения 7 к выходному 8, омывая поверхности стенок 1-4 и перегородок 5, 6. Так как площадь поперечного сечения диффузора возрастает в направлении от входного сечения к выходному, скорость рабочей среды по мере движения ее по диффузору уменьшается, а давление в соответствии с уравнением Бернулли увеличивается. При этом из-за трения потока о поверхности стенок и перегородок, а также из-за вихреобразования имеют место потери части давления.

Благодаря диагональному расположению перегородок 5, 6 потери давления меньше, чем при расположении их перпендикулярно любой паре стенок 1-4 за счет снижения потерь вихреобразования. Это происходит вследствие уменьшения эффективного угла раскрытия, определяемого следующим выражением:

_э= 2arctg , (1) где F - приращение площади поперечного сечения в диффузоре;

L - длина диффузора;

U_ср - смоченный периметр среднего поперечного сечения диффузора.

Диагональное расположение перегородок, не изменяя величин F и L, увеличивает U_ср, поскольку в соответствии с фиг. 2-5

U_ср= 2a_ср+2b_ср+nc_ср, (2) где a_ср и b_ср - стороны среднего поперечного сечения диффузора; n - число перегородок; c_ср - ширина перегородки в среднем сечении, которая при диагональном расположении перегородок, будучи диагональю сечения, больше, чем при расположении перегородок перпендикулярно любой паре стенок диффузора, когда c_ср представляет собой длину средней линии сечения и, следовательно, равна той или другой его стороне.