Синярев Г.Б., Добровольский М.В. Жидкостные ракетные двигатели. Теория и проектирование, 1957 г. (1240838), страница 92
Текст из файла (страница 92)
Таким образом, получается график изменения Ь в зависимости от А'. Далее, пользуясь формулой, аналогичной (1Х. 79), с АЛЬ! вычисляют меридиональную скорость еч на радиусе Й и строят график изменения этой величины по радиусу. При этом скорость с должна плавно (желательно по прямой) уменьшаться от величины с, на радиусе й~= — до величины с~ на радиусе )гз= —.
В случае Р~ ~.~2 2 2 необходимости в мерндиональное сечение вносят исправления и снова производят проверку изменения с;„ по радиусу. Профиль кривых, ограничивающих колесо, должен быть плавным; ,пиния центров окружностей, вписанных в профиль, представляет собой среднюю линию меридионального сечения колеса. 14. Производится профилирование лопаток колеса.
Построение профиля лопаток колеса производят исходя из полученных в расчете величин Рь 8ь Ра н 8а. Существует много различных способов профилирования лопаток. Прежде всего отметим, что лопатки, расположенные в радиальной части колеса, выполняются в большинстве случаев цилиндрическими с образующими, параллельными оси насоса. для казна- сеи о, ~ Г~ чения таких лопаток надо вычертить их проекцию на плоскость, перпендикулярную оси насоса (т. е. в плане), которая я -Й я. я Э~ ° будет представлять собой кривую ли- л ' ' 2 нию. Лопатки, вынесенные вперед во входную часть диффузора, имеют более сложный профиль, так как для лучшего о соответствия линиям тока струек жидкости они выгибаются не только в плане, но и в направлении ширины, т.
е. в направлении от задней стенки колеса к передней. Таким образом, цилиндрические сечения их будут уже не прямыми, а кривыми линиями. Например, 1=с~ если входные кромки лопаток лежат в [ плоскости, перпендикулярной осн насо- ф 83 П фиг. 183. Построение и пронер- са, то плавную лопатку с переменным ка иеридионального сечения Углом йи1 по радиусу можно обеспечить колеса насоса. только лопаткой двойной кривизны. Отметим, что лопатки двойной кривизны предпочтительнее в тех случаях, когда имеется опасность возникновения кавитации.
Основная задача профилирования лопаток любого типа состоит в том, чтобы получить между лопатками плавный канал, в котором вектор скорости и плавно изменялся бы по величине и направлению от шт до тоа, При этом образуемый лопатками канал не должен иметь Резких изменений проходных сечений и поворотов. Например, цилиндрические лопатки простейшей формы могут быть образованы дугами окружности постоянного радиуса, однако при этом канал между лопатками получается неудовлетворительным. Более подходящий профиль цилиндрических лопаток можно получить, построив лопатку так, чтобы изменение угла по радиусу колеса (от 8г до 8.) происходило плавно (фиг. 184).
Непосредственно перед выходом из колеса угол й, должен оставаться на некотором участке постоянным и, естественно, равным ра. 314 483 Задавшись законом изменения угла 3,, делим разность уса — Ят на некоторс1е число равных расстояний аут и определяем углы 8„на соответствующих окружностях Кь На чертеже колеса в плане выбираем на окружности радиуса )с4 начальную точку построения А; из нее проводим луч, составляющий с касательной к окружности В, угол 8, и продолжаем его до пересечения (точка В) со вспомогательной окружностью радиуса В,~+'ЬВ. Из точки В проводим другой луч под углом 8, до пересечения (точка С) с вспомогательной окружностью й,~+ 2 АР и т.
д. Величину текущего угла 8, надо брать переменной в соответствии с принятым графиком его изменения. Полученную ломаную линию АВС... заменим плавной кривой, которая и явится профилем цилиндрической лопатки в плане. Остальные лопатки получаем путем деления вспомогательных окружностей на одинакс(вые по величине части, число которых равно числу лопаток, Профилирование лопаток двойной кривизны производится с помощью специальных геометрических приемов '.
15. Выбирается тип диффузора (лопаточный или безлопаточный). 16. Определяются размеры и производится профилирование улитки (сборника) насоса. Улитка насоса проектируется на основе следующих положений; 1) Расход жидкости От, проходящий через сечение улитки, возрастает пропорционально возрастанию центрального угла, отсчитанного от так называемого «языка» улитки (радиус ОА, фиг. 185), т. е.
(1Х. 135) 360' Формула (!Х. 135) предполагает равномерное поступление жидкости в улитку. На полной окружности улитка должна собрать весь расход жидкости О. 2) Для того чтобы улитка обеспечивала свободное течение жидкости, необходимо, чтобы в каждом сечении улитки оставался неизменным момент количества движения жидкости тсеса„, полученный ею при выходе из колеса. Если упрощенно считать, что скорости жидкости по поперечноыу сечению улитки не изменяются и составляют с~ и что размеры сечения улитки по сравнению с радиусом, на котором расположен центр тяжести сечения ее г„„малы, то можно записать, что момент количества движения, которым обладает жидкость в этом сечении, будет равен сегп, Тогда с,г , =)гаса,.
(1Х. 136) На основе выражений (1Х. 135) и (1Х. 136) можно провести следующий приближенный метод профилирования улитки, ' А. А. Л о ыа к н н, Центробежные н пропеллерные насосы, ГОНТИ, 1960. В. Н. Прокофьев, Центробежные насосы, нал, МВТУ нм. Баумана, 1949. 484 Задаемся видом сечения улитки. Например, на фиг. 185 сечение улитки взято в виде круга радиуса р. Можно взять и другой удобный для конструкции вид сечения. Построив ряд подобных по геометрической форме сечений, для каждого сечения можно найти его площадь г" е, радиус круга рт, радиус центра тяжести сечения г„,т и радиус )ст наибо1лее удаленной точки сечения от оси вращения колеса.
Фиг. 184. Профилирование цилиндрических лопаток колеса насоса в плане. При соблюдении закона сохранения момента количества движения тангенциальная составляющая абсолютной скорости в центре тяжести сечения будет равна (1Х.!37) н.те а расход через сечение по уравнению расхода составит ят=готсгт, (1Х. 138) так как тангенцнальная составляющая скорости сгт расположена нормально сечению улитки. Угол расположения этого сечения определяется из выражения (1Х. 135) (за начало отсчета углов принят радиус ОА, проведенный через точку начала улитки, соответствующую концу кязыка» улитки) р=зЕΠ—, О, 0 где Я вЂ” полный расход через насос. На фиг.
186 для каждого построенного сечения, а значит для со1о1тветственного угла ф, нанесены полученные величины )т'т, рт. 48о Построенных сечений должно быть достаточно для проведения соответствующих кривых, изображающих закон изменения гст и р. Затем, задаваясь рядом значений углов рь по со)ответствующим величинам гст; строят проекцию улитки в плане (см. фиг. 185), а по Сечение оо аа 1;-ЛЯО Фиг.
188. Профилирование спирального сборника (улитки) насоса. соответствующим значениям р, и и„, „, — необходимые сечения улитки. Для уменьшения скорости движения жидкости в улитке и лучшего преобразования скоростного напора в давление на выходе из колеса гтм м )э мм го гго гго вг уго ао гао оуг р, Фиг, 186. К профилированию улитки, часто устанавливается лопаточный или безлопаточный днффузор. В безлопаточном диффузоре благодаря увеличению )с уменьшается скорость движения жидкости. В лопаточном диффузоре, кроме того, искусственно уменьшается окружная скорость жидкости за счет воз- ° дейспвия на поток лопаток. 17.
Производится профилирование выходного патрубка улитки. Выходной патрубок улитки профилируется с учетом того, что он дол- 486 жен обеспечивать плавный переход профиля улитки в сечение, соответствующее сечению отводящих трубопроводов, а также уменьшение скорости движения жидкости до скорости, допустимой в трубопроводах с„. Последняя для трубопроводов ЯРД допускается в пределах 5 — 10 м/сек, Задавшись этой скоростью, определяют размер выходного сечения выхлопного патрубка е", (1Х. 139) Р,„,= —. ~тр Форма его выбирается из конструктивных соображений, т.
е. зависит от формы улитки, формы и расположения трубопровода, отводящего жидкость. Часто выходной патрубок улитки выполняется в виде расходящегося конуса. В этом случае угол раскрытия конуса не должен быть больше 8 —:11'. Для уяснения изложенного порядка проектирования рассмотрим пример расчета центро1бежного насоса. Пример расчета центробежного насоса Рассчитать центробежный насос жидкостного ракетного двигателя для подачи этилового спирта (93,547з по весу; 7 =0,781 г/смз) в количестве 50 кгусек при давлении подачи 20 ати.
Число оборотов принять равным 4200 об/мин. Насос должен обеспечивать бескавитационную работу до температуры компонента +50' С. 1. Рассчитываем основные данные насоса. Объемный расход по формуле (1Х. 72) =0,064 мз)сек. 0 50 1000т ЬООО 0,781 Так как число оборотов насоса задано, то следует определить необходимое давление на входе р „ „ е„ обеспечивающее работу насоса без кавитации по формуле (1Х.!21) /н )та ~вз Рва иеозх Рз+У~ скр / Принимаем значение критического коэффициента кавитации сзз= =850 (не предполагая предпринимать какие-либо специальные меры для борьбы с кавитацией). Давление насыщенных паров спирта при г='+50'С берем по ориентировочным данным фиг.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
