Аэро-гидродинамика и элементы конструкций осевых нагнетателей
Лекция № 10
Аэро-гидродинамика и элементы конструкций осевых нагнетателей.
Для рассмотрения работы осевых нагнетателей используется теория плоских решеток профилей. Если через лопастную систему осевого нагнетателя (рис.10.1) провести цилиндрическое сечение радиусом r и затем развернуть его на плоскость, то получится так называемая плоская решетка профилей. Основные геометрические параметры решетки: t - шаг лопастей, равный расстоянию между сходственными точками соседних профилей (рис.10.2); b - хорда профиля; q - угол установки лопасти. Каждый из профилей характеризуется еще толщиной с, и стрелкой прогиба f. В расчетах используются относительные величины: с=с/b и f=f/b, а также густота решетки t=b/t.
Все относительные размеры получаются путём деления размера на величину хорды лопатки.
Рис. 10.1 Схема осевого нагнетателя Рис. 10.2 Решётка профилей осевого
нагнетателя
На рис.10.2 также показаны треугольники скоростей на входе и на выходе из решетки профилей: u1; w1; c1 - соответственно переносная, относительная и абсолютная скорости на входе и u2; w2; c2 - на выходе, wср. - средняя геометрическая относительная скорость в решетке: wср.=(w1+w2)/2.
Если провести вокруг профиля замкнутый контур S (рис.10.2) и обозначить через a угол между скоростью w и касательной к контуру, то для определения циркуляции скорости Г необходимо вычислить интеграл (рис.10.3)
Рекомендуемые материалы
Или через тангенцильные составляющие относительной скорости на входе w1u и на выходе w2u циркуляция для всей лопаточной системы рабочего колеса:
Гк=(w2u-w1u)t.
Но из уравнения Эйлера (3.4), которое в равной мере относится и к центрабежным и к осевым машинам
w2u-w1u=рт/ru
поскольку для осевого нагнетателя u2=u1=u; w1u-w2u=с2u-с1u.
Таким образом,
Рт=rГкu/t.
Или, переходя к безразмерным величинам:
yт=2Гк,
где yт=Рт/ru2/2; Гк=Гк/ut.
Расчет величин Гк и теоретических аэродинамических характеристик осевого нагнетателя для заданных геометрических параметров изложен в книге И.В.Брусиловского «Аэродинамический расчёт осевых вентиляторов».
Величина циркуляции позволяет вычислить подъемную силу профиля, т.е. составляющую силы, действующей со стороны потока на профиль по направлению, перпендикулярному к вектору wср (рис. ) с помощью известной теоремы Н.Е.Жуковского:
Ру=rwсрГ
3 Механизмы канальцевого транспорта - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.
При переходе от теоретического давления Pт к p необходмио так же, как и в лекции 3, учесть потери давления в элементах проточной части: p=Pт-åDP.
Потери в проточной части связаны, с одной стороны, с обтеканием лопастной системы (профильные потери), с другой стороны, с трением на цилиндрических поверхностях корпуса и втулки рабочего колеса, а также с перетеканиями жидкости через зазоры между концами лопастей и корпусом (вторичные). При расчёте величина потерь может быть определена по экспериментальным данным, приведенным, например, в упомянутой выше книге И.В.Брусиловского.
В настоящее время выпускаются осевые вентиляторы общепромышленного назначения с листовыми лопатками по двум аэродинамическим схемам: В.06-300 и В.2.3-130.
Рабочее колесо вентилятора В.06-300 состоит из цилиндрической втулки с тремя приваренными листовыми лопатками. Угол лопатки составляет q=22° на среднем радиусе.
В отличие от них вентиляторы В.2.3-130 имеют кроме рабочего колеса выходной спрямляющий аппарат. Рабочее колесо имеет 12 листовых лопаток с углом q=36°.
Ряд типоразмеров этих вентиляторов включает номера от 4 до 10.
