如何绘制直壁扩压器的型线图？

按照图4-12初步选出通道数z。然后可以如图4-13所示，确定每一通道在圆周上的扩张角。

图4-12 直壁扩压器通道数选用图

直壁扩压器的进口曲线为对数螺旋线形式，可按式（4-17）计算出不同位置角φ处的曲线到O点的距离r为

式中 φ——对数螺旋线曲线的位置角（°）；

α₃——扩压器进口气流方向角，对数螺旋线的任意点与它的圆周切线的夹角都等于α₃。

图4-13 直壁扩压器型线图

为了保证直壁部分具有扩张角θ，则对数螺旋线AB的曲线位置角φ_B应为

对于直壁扩压器外壁直线部分的通道，可由对数螺旋线的终点B作切线而绘成。直壁扩压器的内壁可由E点先按气流的进口方向角α₃画出直线，再以进口壁的厚度δ作平行线，画出直壁扩压器的内壁直线。

扩压器进口深度a₃可按下式计算：

其中，

可得

为了便于制造，一般都采用圆弧线来替代复杂的对数螺旋线，按照下列三个条件：

1）内圆半径r_内=r_OA=r₃。

2）外圆半径r_外=r_OB=。

3）圆弧线的内切角和外切角均等于气流方向角α₃。

利用绘制叶片扩压器的关系式（4-14）、式（4-15），则可导得圆弧线的曲率半径R′_K和中心圆半径R′₀的关系式为

圆弧曲率半径

中心圆半径

其中

直壁扩压器的出口截面深度a₄是按照下一级叶轮进口截面积F′₀和进口速度c′₀的大小来确定的，可表示为

式中 F′₀——下一级叶轮进口截面积；

——回流器出口速度c₆与下一级叶轮进口速度c′₀之比，一般=1.02～1.05；

——扩压器出口到回流器出口的速度比。

一般取=0.8～1.0。在可能的条件下，尽量采用其中较大的比值，以避免由于回流器中出现过大的扩压而使效率下降。

扩压器出口深度a₄除了尽可能地满足上述要求外，还应该注意扩压器的进出口截面比值K_f=不宜过大，否则会造成机器结构过于庞大。在一般情况下，＜2.0。

与直壁扩压器直接相连的弯道、回流器，应如图4-11和图4-13所示。可按照气流在流道中的速度由c₄均匀地变化到c₆的原则进行弯道和回流器的流道截面设计。

直壁扩压器在小流量压缩机级中的应用，可以使压缩机级获得较高的级效率。但是，在工况变化较大的情况下，也会使压缩机的性能恶化；在叶轮出口宽度较窄的情况下，会使直壁扩压器及其相连的弯道、回流器的深度在设计时出现困难。因此，在工况变化较大和宽度较窄的情况下，也有采用无叶扩压器的结构。

[例题4-3] DA350-61型第三级（二段一级）直壁扩压器的核算。

已知：叶轮外径D₂=630mm；叶轮出口宽度b₂=37mm；叶轮气流出口方向角α₂=14°07′；r₃=353mm；进口温度T_j=32℃+273℃=305K。

解 直壁扩压器宽度b₃=（1.35～1.75）b₂=1.55b₂=1.55×37mm=57.3mm

取b₃=57mm。

取直壁扩压器内径D₃=（1.08～1.12）D₂=1.12×630mm=706mm。

扩压器气流进口方向角α₃为

其中，α^∗₂==9°21′，则

初步选取扩压器进口深度a₃≈b₃=56mm。取扩压器进口边厚度δ=8mm。比值，则

由图4-12查得直壁扩压器的通道数z=8。(www.xing528.com)

取直壁扩压器的扩张角θ=10°。

按式（4-18）可验算扩压器进口深度a₃为

直壁扩压器的进口型线的绘制如下：

圆弧曲率半径

其中，

中心圆半径

直壁扩压器进口3-3截面处的气流速度c₃为

验算比容比

直壁扩压器进口3-3截面处的压力比ε₃和压力p₃为

直壁扩压器出口深度a₄的初步估算。按照式（4-22）可得

式中 F′₀——下一级（第四级）叶轮进口截面积，F₀′=0.0512m²。

取，

深度比K_f==1.91＜2。

因此，可取a₄=107mm。

直壁扩压器出口4-4截面的气流速度c₄的计算：

取k_V4=1.276，c₄=m/s=47.3m/s其中，b₄=b₃=57mm

其中，h_db=3725m；η_db=0.81。下同。

验算比容比

直壁扩压器出口压力比ε₄和压力p₄为

直壁扩压器后的弯道、回流器的计算。

取回流器进口截面宽度b₅=55mm，深度a₅=107mm。

回流器进口5-5截面上的气流流速c₅为

取，c₅=

温升

验算比容比

速度比

回流器出口截面6-6上的气流流速c₆为

取k_V6=1.277，

其中，取回流器出口截面直径D₆=445mm，宽度b₆=b₅=55mm；

回流器叶片出口厚度δ=55mm，则

阻塞系数

温升

验算比容比

回流器气流出口压力比ε₆和压力p₆为

回流器出口速度与下一级的进口速度比值为

其中，c′₀为压缩机第四级的进口流速，取c′₀=45.3m/s。