Кристи М.К. - Танки - основы теории и расчёта (1066295), страница 28
Текст из файла (страница 28)
1 — площадь сечения струи нормально к меоидиональной скорости ее течения; ш — секундный расход жидкости мг,'сек; ., — ускорение силы тяжести, разное 9,81 м>>се>с-"; и — число об,'мин.; Л1 — крутящий момент, кгм; Н вЂ” напор„м; г — радиусы средних кромок входной и выходной насосного ротора; 10 в то же, турбинного ротора и направляющего аппарата. Все элементы, относящиеся ко входу, сопровождаются значком „ выходу — значком ,. Данные„ относящиеся к насосу, обозначены маши буквами,. к турбине — большими, к направляющему — большими сопровождении значка В теории лопаточных машин указывается, жо связь между скош стью движения жидкости по каналам насоса и напором, иы солдате»ым, может быть выражена следующей формулой: (иозо иге>) (3) — ос Фиг.
120. Схеме устройства турбомуфты: 1г>р — первичный вал; И',— вторичный вал; Р— насос; Т вЂ” турбина. Фиг. 121. Схема гидродииамического трансформатора: Р— первичный зал; 5 — втаричиый вал;у — насосный ротор; Р— турбинный ротор; сг — направляющий аппарат. Выйдя из турбины, жидкость вновь поступает в насо:, цикл замыкается, и процесс начинается вновь. В том случае, если момент количества движения жидкости, приобре-1 тенный ею в центробежном насосе, равен отдаваемому турбиной, то никакой трансформации крутящего момента не произойдет.
В этом случае получим механизм, называемый >урбомуфтой (фиг. 120). 3. Теоретические основания работы гндродинамического трансформатора Рассмотрим теоретические основания работы турботрансформатора,' применительно к схеме, изображенной на фиг. 121.
В соответствии со;, схемой фиг. 102 принимаем следующие обозначения: т> — абсолютная скорость течения жидкости, м>>сел; 162 ~ле е„ вЂ” гидравлический к. п. д. насоса. Здесь " ' есть энергия, заключенная в 1 кг жидкости при выходе Ы <е из насоса, — '' — то же при входе в насос: Ы ег=я,сози; е,=оесоз3, ~де и и 3 — соответственно углы при входе на лопатку и при выходе с нее. Из той же теории известно, что момент передаваемой лопатками ндсоса жидкости выражается формулой: М = — (гез — г,е,). (4) А' С другой стороны связь между рабочим язвлением жидкости вход.
ными и выходными скоростями и скоростью вращения 12отора для турбины выражается формулой: И„', = — '(и,.бг — и,З,), (5) ~ле е — гидравлический к. п. д. турбины, Яг = )л, соз Ь; Яо — — 1се соз у, ~ де й — угол при входе на турбинную лопатку, у — угол при выходе с нее. реализуемый же турбиной момент вращения выражается как разносг моменгов количества движения вступающего и уходящего потока, т.
М = — (1Ч5г — 2Мз) . О/г (6 Отсюда очевидно, что добавочный момент вращения, создаваем ' направляющим аппаратом, М = — Яо5о — Йг5с) . Ол ( Действительно, по конструктивным условиям, как это видно фиг. 121, «з = Рг Фнг. 122. Кннематические данные потока з трансформаторе. турбин Так как жидкость непосредственно из насоса переходит в то, пренебрегая потерями в щели, получим: зо =5,. При работе агрегата имеет место трансформация кругящего т.
е. момен щ.. М или, иначе говоря, —; («озз — «чз;) <; (чг 5, гго5з) Отсюда «ззз — «гч; < 1тг5,— гго5з, но так как «,за = й,.5» то йо5о < «гзг В соответствии со схемой фиг. 122 2~0 =1б1 5о=5!', «, =1гб, за=бе, 164 отсюда Й5ч < Йо5ю или ЯА — 0~5~ ) — йг5г, й л или иначе ял (3л — ° «з ) — г(чо5о а' '' а' е. момент количества движения жидкости при входе в насос должен г ы~ь больше такового же при выходе из турбины.
Физический смысл сделанного заключения состоит в следующем: ндкость по выходе из турбинного ротора приобретает в направляющем ~чнарате некоторый дополнительный момент вращении, переносит его на ~ згосный ротор и тем самым понижает затрачинЗСМЫй На ЕГО ВращЕНИЕ рабОЧИй МОМЕНТ дВИГа- и' Н СОЛЗ1 ~ лн. Получение повышенного момента вращения нрн теоретическом отсутствии затраты какой-либо рзбозы достигается тем, что лопатки направляюннто аппарата, установленного неподвижно отно- ~ нгсльно вращающихся насоса и турбины, так искривлены, что струя жидкости, проходя через них, получает некоторое добавочное закручивание, а следовательно, получает и дополнительный тохз«с3~ момент количества движения.
0 и и Если сопротивление движению механической Ф„г 122 Карактери- амодвижушейся повозки возрастает и вследствие стива турбины О= ~ гого число оборотов ведущих колес умень- = Х(н)' «г = со"зг шзется, следовательно, уменьшается и число оборотов турбинного ротора. Крутящий момент его при этом быстРо нозрастает при неизменном практически числе оборотов и мощности на ~ ервнчном насосном валу. Иначе говоря, гидродинамический трансформатор обладает автоматичностью.
Это характерное свойство турботрансформаторов подтверждается ~сорией гидравлических турбин, по которой расход рабочей жидкости (~ нри неизменном напоре Н увеличивается с уменьшением числа оборо~ ов (фиг. 123). Обращаясь к выражению для крутящего момента турбины. М = — (1гг5г — 0~5,), (;И видим, что, если расход О увеличивается и это увеличение не погло- ~ается обратным изменением величин. 5,.
и 5о (радиусы Л', и 2чз по«оянны), то крутящий момент турбины повышается. Увеличение О расхода рабочей жидкости при уменьшении числа оротов турбины может быть обьяснено тем, что при уменьшении ~псла оборотов турбины уменьшаются центробежная сила и противо- ззление вращающегося вместе с колесом потока. Что же касается 5г н 5„то при замедленном вращении турбины 5, уменьшается, а 5, или чннличивается (система Феттингерв), или остается постоянной (система Виккерс-Каутс), 1аа аул 4ааай 80 БО 40 аа 80 Ба 4а ' га 100'ь га 40 Ба ру фа 440 ОИЭ ГОО дд бд 40 Ед 400 800 О дд лйэ Фиг, 125.
Внешняя характеристика гяаротрансформатора „Трилак"; М вЂ” вторичный крутящий мамейт; Мр — первичный крутящий момеиплр — первичное число оборотов; Л вЂ” к. и. д 280 гоа Нк 1 — = — (лаба — цР;). в» 160 0000 пр 85 100 80 БО 40 уго Величину же з, путем изменения кривизны лопатки можно подобрать так, что гуа — -г,б,. будет, изменяться обратно пропорцио- „ нально расходу (,1; иначе говоря, ш ' " с~ '~ ъс~е~ Гаа шама казака м д аек 40 Фяг.124, диаграмма изменения скорости потока жидкости в трансформаторе.
М = — (г~а — г,л,) = сопз1. (1. Л 0 Р7, 100 бд 50 чь 40 50 20 Мощность насоса и момент его не должны при этом изменяться.' Иначе ~оворя, при изменении режима работы турбины должно быть.- (9) М= — (габ,— гл) = сопз1. дл 0 й Соблюдение этих условии окажется возможным в том случае, если; й„ при увеличении расхода рабочей жидкости Я теоретический напор — бу-.;.
ен дет уменьшаться, - и наоборот. Такое взаимно-обратное изменение пара-: метров Я и -' обусловливается начертанием лопатки колеса насоса, l! Р и / загнутой назад (пробив направления вращения). В теории гидравлических машин доказывается, что при ло-. патке загнутой назад, при позы, .и ! шенин расхода рабочей жид-,; 0000 кости ьб тангенциальная составля;... ющая абсолютной скорости на вы-'' ходе б, пойижается; следова-, 2000 тельно, понидсается и напор, как', л это видно из,формулы Прнвеленные элементарные рассуждения дают основания утверждать, что гидротрансформатор азтоматичен в смысле трансформации крутящих моментов.
На фиг. 121 показана диаграмма изменения скорости течения потока' жилкости в трансформаторе при изменении числа оборотов''. насоса. турбины. 4. Характеристики гидродинамического трансформатора На фиг. 125 — 129 приведены внешние характеристики гидродинами-' ческих трансформаторов систем Виккерс-Каутс, Трилок, Фойт, ЛисхольмСмис. Из рассмотрения этих диаграмм можно установить следующее: крутящий момент первичного вала (насоса) сохраняет на всем диапазоне' работы приблизительно постоянное значение, Число оборотов первичного,' вала незначительно повышается по мере увеличения числа оборотов; вторичного вала и в момент перехпда на механическую часть в тек образцах, где она имеется, резко цадйег, а эйтец нэраСтаег Ао прежней„ ВЕличинЫ (фцб 1й7--139), ИО на лкчд ОО лоц каралкдш лд=~ О, Флг.'126.
Внешняя характеристика гиаротрансформатора .Виккерс-Каутс". /ио дбдбдсраидииа орпмап моаониурт/ап а леоедача лб /50 00/тив 0000 та ус г/айланд с дпигателеи д 85 /0 илд 2000 /РО дбд б.а Ъ /000 /да дга мо гпа г'д гга гаа ыо /ба мп /л ~/ // б'а /,а ;а гп 20 '0 40 00 00 70 др,/ч а,и /О'00 5000 /! /500 ВООП дада дд да бд гд 9д м га м о а /а га дд да ю ба Ра,ад о// пм 7000 /% 0000 5500 5000 450о 4000 3500 РОРО 2500 20РР /500 /000 500 /000 /оп 00 «о /и 50 500 50 4 зп 20 /О , орй Ро со б'сг чг или р Ус ал рси. Фиг. 128, ,Лисхоль Фиг.
127. Внешняя характеристика гидротрансформатора ,Лисхольм-Смис". 0 / 2 3 4 5 П 7 8 Р /О Л /2 /3 /4 /5 Внешняя характеристика гидротрансформатора м-Свис' 1к. и. л. тяговое усилие. Мощность). Вторичный крутяп/ий момент, как это видно пл /бссл диаграммах, мозно возрастает с уменьшением числа оборотов /поричного нала.
Момент при трогании с места,согласио диаграммам, для системы Виккерс- ~ ауте возрастает по сравнению с первичным моментом, примерно, в 3,5 раза, вля системы Трилок — в 4,4 раза, для систем Фойт и Лисхольм-Смис— и 4,5 раза. Таким образом для образцов указанных систем диапазон непрерывного регулирования крутящих моментов заключается в пределах мг 1: 4,5. Известны образцы систем Лисхольм-Смис и Трилок, в которых этот диапазон значительно в~д///е достигая значении 6 — 7. На фиг. 128 пунктирные от- -о -г ростки на кривых тягового уси- ~ия и к.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
