Забавников Н.А. - Основы теории транспортных гусеничных машин2 (1041906), страница 66
Текст из файла (страница 66)
Ввиду ~~~~~~~~~~~ Размещения йа ~а~~и~ ~д~~~~ нли двух водометйых движителей целесообразно Определять диаметр рабочего колеса насоса Он по условиям предварительной компоновки. Зто уменьшит трудоемкость последующих РзсчетоВ, 4. ДлЯ Водоизмещающей машины следует Ожидать сраВнительно малые скорости передвижения нз плаву, не превышающие 12 — 14 км/ч (6,5 — 7,5 узлов). Зто обусловлено характером кривой сопротивления движению на плаву (буксировочным сопротивлением машины) (рис. 234) или малой приспособленностью корпуса и ходовой части машины для плавания.
Изложенное позволяет предстзВить следующий порядок Расчета ВодометногО движителя транспортной машины. 1. Выбирается безразмерная характеристика осевого насоса, например показанная на рис. 237. Ка характеристике намечается режимная точка работы насоса, соответствующая наивысшему к. п, д. (приведен в процентах) при определенном угле <р установки лопатки. Зта точка определяет значения К„, КО н т1ц. 2.
По компоновочным соображениям принимается диаметр насоса Р„. 3. Для ряда значений частоты вращения рабочего колеса и в пределах 8ОО— 22ОО об/мин, используя формулы (667), (668), (662) и известные К„, КО и т1„, строится график Ж„= ~ (а), на котором с учетом числа движителей и к. п.
д. редуктора привода насоса откладывается мощность двигателя машины при номинальной частоте Вращения пу. Точка пересечения определяет рабочую частоту вращения насосного колеса ар, напор Нр и подача ДР. 4. По предварительному расчерчиванию при угле наклона образующей конуса сопла 2 — 4' определяется площадь выходного сечения сопла Ез и по формуле (661)— коэффициент поджатия струи Р. Тогда из выражения (659) скорость струи на выходе из водометного движителя Заметим, что, как указыВалось Выше, козффйцйент поджатия струи ~ неОбходимо впоследствии уточнить путем Определения изменения функции т1, = ~ (Р). 5.
ДлЯ нескольких значений скорости 00 теперь имеетсЯ ВОзмОжнОсть Определить упор водометного движителя Р по формуле (654) при неизменном режиме работы пасоса (ар, Нр, Дг) н двигателя машины (п,ч, Йч). Графическое решение уравнений Упора движителя Р = 7 (О,) и буксировочного сопротивления машины Р = Ф (оД, заданного в виде кривой на рис.
234, позволяет однозначно определить максимальную расчетную скорость движения машины иа плаву Ор = аз (м/С), при которой полученный гндродинамическим расчетом упор водометного движителя равен буксировочному сопротивлению мзшины и обеспечивает только равномерное движение на плаву. 6, Производится предварительная проверка водометного движителя на кавитацию (см. Ниже) с приближенным определением коэффициентов 1,„И Ь,о„„.в случае.
необходимости рзсчеть[ повторяютсЯ. В дальнейшем принятый размер рабочего колеса В„и рабочие чертежи лопй 'ток колеса и направляющеГО аппарата принятоГО насОса дают возможность выпий нить компоновочные чертежи водометного движителя. После зтого необходим провести поверочные расчеты к. и. д. струи ««, и водометного движителя «) по методйке, йзложенной в предыдуще~ разделе, для чего понадобйтся у~о~~а~~~ р й бонее, точное определение козффнциентов потерь, 1, „и ~,„, включая и уточнения экспериментами на моделях. Если~~полученная скорость движения машины на" плаву- меньше намеченной по заданию или не удовлетворяет поставленным требованиям, ~е~бходи~о йскать дру. гие решения путем принятия другого, типа насоса, изменения режимов ра»' боты и, наконец, увеличения мощно-' сти двигателя машины.
фЙ В результате проделанных расче-,:; 0 тов строится так называемая ходован характеристика плзВзющей машины:: Ь.~Ф «рнс, 238). Упор движителя Р опреде-. ляется по формуле (654) в предполо-. Фис. 238 женин практической ~ неизменнОсти, режима рзботь« насоса и ВОдомет .'. НОГО движителя (двигателя машины) при изменении скорости о . Разность Р— Й на графиках рнс. 238 прн любой скорости характеризует ускорение 'машины при рззГоне нз плаву.
4. Проверка водометиого движителя иа кавитацив Существенной составляющей расчета водометного движителя является проверка его на кавитацню. Последняя может заставить изменить все полученные ранее ТЯГОВЫЕ РВСЧЕТЫ ДВИЖИТЕЛЯ. Кавитацией, как известно, ~азывае~ся образование разрывов сплошности жидкости вследствие понижения давления до некоторого критического значения. Прн этом В начале Образуются СКОпления ОтДельиых пузырьков, наполненных газамн нли парами жидкости (парОВВЯ кавитациЯ), которые при еще большем уменьшении давления вследствие, например, увеличения скорости потока, образуют кавитационные каверны и более обширные области.
Критическим значением давления для образования кавитацин принято считать давление насыщенных паров Воды ~Рд, которое заВисит От температуры Воды" Температура в "С . . . . , . . . . О 10 20 ЗО 100 рн в кгс/мв . ° ° ° . . . « . . ° . 62 125 238 433 10 330 Поэтому кавитационные явления В гидравлических машинах происходят в местах, где наблюдается наибольшее снижение абсолютного давления (см.
рнс, 236, б, где схематично показано изменение давления и скорости по оси водовода), При этом условно принято„что минимум давления, который обыч~о наблюдается В области рабочего органа движителя, равен критическому давлению рд, Исследования показывают, что все формы начальных стадий кавитацин ие в полной мере подчиняются закону подобия по числу Эйлера, но они не приводят, как правило, к серьезным изменениям режима работы, хотя могут оказаться причиной эрозии и повышенного шума.
В отличие от первой стадии начало второй стадии кавитацин„ связанной с заметным (более 2 — 3%) ухудшением напора насоса, практически не подвергается влиянию масшгабного эффекта. Это позволяет изучать наступление второй стадии на моделях и оценивать допустимые кавитационные- явления так называемым числом кавитации, которое является частным случаем написания числа Эйлера и в критическом значении определяет начало второй стадии кавитации. Согласно схеме изменения давлений (рис.
236, б) кавитация в водометном движителе в принципе возможна в области перед рабочим колесом и на его лопатках. Исходя из этого, числом кавитации потока называют Рв — ~Ч и= 1 — Р4, 2 в отличие от коэффициента разрежения во входном участке водовода Используя уравнение Бернулли (655) и формулу (658), можно получить ОЗ $вх = 1 7 ~вхе дз О Таким образом, кавитация перед рабочим органом наступит, если окажется,. что $вв = и, Кавитацнонный режим исключаетсЯ, еслн фвх< х или р1 ~' ~Рд» Под местным или внутренним числом кавитации понимают выражение В судостроении при испытании гребных винтов и насосов задают режимы работы, прнводящне к началу второй стадии кавитацни и определяют критическое Ф39- Тогда, приравняв правые части выражений (671) и (673)„получим О' а хз — — (х+ 1 — ~,х) — — 1, Оза 4» (674): где х определяется по формуле (669), Последнее выражение показывает, что уменьшение потерь на всасывающем участке водовода кроме увеличения к.
п. д. благоприятно также для отдаления кавитацнониых режимов. Это очень фр важно н должно учитывать~я при Я ПРОектиРОВзнии ВОДОВОДОВ, В работе (23) устанавливается зависимость критического числа кавитации х, от основных конструктивных кр тд д злементов гребного Вин~а (колеса на- з соса), Влияющих на рззВитне кзвитзции, которые ОказыВаются полезными ф при про~к~~ро~~~ии, Нз рис.
239 представлена теоретическая и совпадающая с ией зкспериментальная за- ,Р Висимость допустимого упОрз рабО- чего органа Водяного движителя Р с»р — р"Л Ь Рис, 239 от функции — гх, (Ь вЂ” ширина Д„кр спрямлениого профиля лопатки на .относительном радиусе 0,925; г — число лопаток рабочего органа), Определив для спроектированного движители ор,, можно по графику на рис. 239 ~ Ь Ф найти предельное значение функции ~ — гх, ~ . Тогда, задаваясь необходимым х„ обеспечивающим работу без кавитации, можно определить требуемое »кр Если прн ТЗКОм расчете пОлучается слишком б~~ьшое дисковое о*ношение рабочего органа (отношение спрямленной площади всех лопаток к площади диска винта), превышающее рекомендуемое, то для сохранения к.
и. д. движителя следует переходить к многоступенчатым рабочим органам, которые„однако, усложняю~ .конструкции движителя. число кавитацнн хз„~, которое наносит на безразмерные характеристики (см..' рнс. 237). Тогда число кавитации х„определенное для спроектированного водомет-:. ного движителя, должно быть больше х, или в пределе равно (1,1 — !,2) х, кр 'кр» чтобы исключить вторую стадию кавитации на лопатках колеса. Для удобства определения х, спроектированного водометного движителя пред..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
