ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 284
Скачиваний: 1
где ftT2, |
ftp2, |
|
ftH2 |
— |
|
длины |
ортогонален |
в соответствующих се |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
чениях. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
3. |
Подставляем |
в |
дифференциальные |
уравнения |
численные |
||||||||||||
значения |
известных |
величин |
и определяем |
из системы |
уравнений |
|||||||||||||
неизвестные |
дСтН2 . |
|
Ô C m T 2 . |
|
|
дстЪ |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
4. |
Определяем |
приращения |
|
Аст |
меридиональных |
скоростей |
|||||||||||
между |
средней |
линией тока |
и |
|
соседней: |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
д |
_ |
|
дст |
д, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
- |
|
dh |
а п |
' |
|
|
|
|
где |
Aft — расстояние |
по |
ортогонали |
между соседними |
линиями |
|||||||||||||
|
5. |
|
тока. |
|
|
|
|
|
ст |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определяем |
значения |
на соседних |
линиях |
тока |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ст — - Стср + |
|
Afm . |
|
|
|
|
|||
|
После |
вычислений |
строим |
|
графики зависимости |
ст |
= / (ft). |
|||||||||||
Зная ст в выходных сечениях, можно определить закон |
изменения |
|||||||||||||||||
ст |
в любом сечении |
колеса. По |
рассчитанному закону |
ст |
= f (ft) |
|||||||||||||
можно |
определить |
зависимость |
си |
— / (ft). |
|
|
|
|||||||||||
|
Из уравнения (100) путем интегрирования определим зависи |
|||||||||||||||||
мость |
р — f (ft): |
|
|
|
|
|
|
ft |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
P |
|
j P — |
dh |
|
|
I - Jp ~ |
cos у d/i + |
p0, |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
где p0 — учитывает избыточное давление, создаваемое подпиточным насосом.
При проектировании нового гидротрансформатора расчет за конов изменения ст = / (ft) и си = f (ft) должен способствовать наиболее правильному выбору углов ß на разных линиях тока, т. е. таких углов ß, чтобы обеспечивался безударный вход не только по средней линии тока, но и по всей входной кромке ло патки.
§ 32. ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЛОПАСТНОЙ СИСТЕМЫ ГИДРОТРАНСФОРМАТОРА НА ЕГО ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Как показали теоретические и экспериментальные исследо вания, наибольшее влияние на характеристики гидротрансфор матора оказывают выходные и входные углы, число лопаток в ра бочих колесах, конструкция лопаток рабочих колес. При изме нении названных геометрических параметров лопастной системы
изменяются такие |
важные показатели гидротрансформаторов, |
|
как энергоемкость |
XN, |
расчетное передаточное отношение і*, |
к. п. д., прозрачность |
и коэффициент трансформации. В прак- |
|
159
тике изготовления и эксплуатации гидротрансформаторов кон структору часто приходится изменять энергоемкость гидро трансформатора в определенных пределах, и при этом остальные показатели его внешней характеристики (г*, т], П и К0) должны отвечать определенным техническим требованиям, которые зави сят от условий применения гидротрансформатора в приводе. Рассмотрим влияние перечисленных выше геометрических факто ров на параметры гидротрансформатора.
В качестве объекта изучения используем гидротрансформатор с осевой турбиной типа У358011А, который серийно изготовляется для привода строительных и дорожных машин. Рассмотрим тео
ретическую |
характеристику |
насоса |
|
и |
турбины |
в |
|
координатах |
||||||||||||||
( Я — Q ) . |
Запишем |
напор |
насоса, |
используя |
уравнение |
(93а), |
||||||||||||||||
|
и |
|
|
ю н |
|
|
|
|
|
|
''НгИ-Н |
|
|
' Р 2 |
|
|
|
|
||||
Для |
|
наглядности |
изложения угол |
ß P , |
отсчитан |
между |
на |
|||||||||||||||
правлениями |
скоростей |
« Н 2 |
|
и |
wP2, |
|
т. |
е. |
рассматривается |
|
угол |
|||||||||||
(180° — ßP 2 ) |
и |
представим |
полученное |
выражение |
|
как |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
Н, |
|
A-Q |
|
Ci |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(106) |
|
|
|
|
|
|
|
|
t g ßm |
|
|
|
t g ß p J ' |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|||||
где A, |
Clt |
C2 |
в первом |
приближении |
считаем |
|
постоянными. |
|||||||||||||||
Аналогично |
для |
напора турбины |
[см. |
|
уравнение |
(93а) ] |
имеем |
|||||||||||||||
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
>• гтг |
tg | ) T 2 |
|
Fia t g ß H 2 |
)] |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Я |
|
|
|
tg |
РТ2 |
|
|
|
t g |
ß H |
2 ' |
|
|
|
|
|
(107) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где В, |
Dlt |
i также считаем |
постоянными. |
|
в |
зависимости от |
||||||||||||||||
Момент насоса, как известно, изменяется |
||||||||||||||||||||||
расхода |
Q по |
параболическому |
закону, |
|
т. е. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
A1Q-Q2 |
|
|
|
с, |
|
|
|
|
|
|
(108) |
|||
|
|
|
|
|
m |
|
|
\ t g ß i i 2 |
1 |
tgßpe |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
i V |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
где C[ |
и С', — постоянные |
величины. |
|
|
|
|
|
Нт |
|
|
|
|
||||||||||
Сделаем |
допущение, |
что |
и |
в |
рабочей |
точке |
|
Нп. |
Тогда |
|||||||||||||
с учетом |
выражений |
(106) |
(107) |
получим |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
A—Q |
|
|
|
Ci |
|
B-i-0 |
|
—— |
|
|
іСл |
|
|
|||||||
|
|
t g |
ßP2 |
-Qt g |
ßH2 |
|
Q tg |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
0 |
1 |
y |
|
|
ß T 2 |
ßH2 ' |
|
|
||||||||||
откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tgßl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A —В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Q |
= |
Di |
|
|
|
+ |
Ci |
( 1 - 0 ' |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
t g p T ü |
|
t g ß p 2 |
|
t g |
Риг |
|
|
|
|
|
|
|||||
160
Из этого уравнения видно, что с увеличением выходных углов расход гидротрансформатора будет возрастать. Причем, при уве
личении угла |
ß H 2 |
расход |
будет возрастать |
незначительно, |
так |
||||||
как величина |
Cl ( 1 — |
|
і) |
|
|
|
|
|
|
|
|
- tg ß; |
|
мала |
по сравнению |
с двумя другими |
ела- |
||||||
|
Н2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гаемыми знаменателя. Помня о том, что прямая напора НіН |
|
бу |
|||||||||
дет располагаться выше при увеличении угла |
ß H 2 |
[см. выражение |
|||||||||
(106) и рис. 94, а], |
а также, что парабола М н |
будет лежать |
выше |
||||||||
параболы Мн |
[см. выражение (108)], |
мы |
можем сделать |
вывод |
|||||||
о том, что при увеличении |
угла ß H 2 |
увеличение |
энергоемкости |
||||||||
происходит в основном за счет возрастания |
напора |
насоса |
и |
при |
|||||||
|
|
|
|
ßP2=var |
|
Мн |
ßn |
= vcrr |
|
|
|
Мц
|
|
Q |
О |
|
Рис. 94. |
Теоретические напорные |
и моментные |
характеристики гидро |
|
|
трансформатора на ß 2 = var |
|
||
этом расход увеличивается незначительно. При возрастании |
угла |
|||
ß P 2 характеристика турбины не |
меняется |
[см. выражение |
(107) |
|
и рис. 94, |
б ] , а характеристика |
насоса переместится из положе |
||
ния, соответствующего Нт, в положение Н/н. |
Рабочая точка пере |
|||
местится из положения / в положение 2. При этом, в точке 2 значение расхода значительно больше, чем в точке /. Таким об
разом, при увеличении угла |
ß P 2 |
энергоемкость |
возрастает в |
ос |
|||
новном за счет увеличения расхода, а |
также |
в |
меньшей степени |
||||
за счет увеличения напора Нт. |
Поэтому при |
изменении угла |
ß P 2 |
||||
значительно изменяется энергоемкость |
гидротрансформатора. |
|
|||||
Для сравнения влияния углов ß H 2 |
и ß P 2 на |
энергоемкость до |
|||||
пустим, что при одинаковом их изменении прямая Нт |
повернется |
||||||
на один и тот же угол. Тогда |
при |
увеличении |
угла ß H 2 |
энергоем |
|||
кость гидротрансформатора (кривая Мн) будет определяться точкой 2 (рис. 94, а), расход в которой мало отличается от расхода в точке 1. При увеличении угла ß P 2 энергоемкость гидротранс форматора будет определяться точкой 2 (рис. 94, б), расход в ко
торой больше, |
чем |
в точке /. Поэтому при изменении угла |
ß P 2 |
|
мы |
получаем |
более |
интенсивное изменение энергоемкости, |
чем |
при |
изменении |
угла |
ß H 2 [см. выражение (108)]. При увеличении |
|
11 С П . Стесин |
161 |
угла |
ß T 2 характеристика насоса не |
изменится [см. выражение |
(106) |
и рис. 107, в], а напор турбины |
НІТ уменьшится. Рабочая |
точка из положения / переместится в положение 2. Расход также
значительно возрастает (как и при увеличении |
угла |
ß P 2 ) , но |
энергоемкость увеличивается менее интенсивно |
при |
изменении |
угла ß T 2 в тех же пределах, что и углов ß H 2 и ß P 2 |
[см. выражение |
|
(10.8)]. |
|
|
Однако |
указанные |
соображения относительно |
||
ведливы |
в |
основном |
для |
гидротрансформаторов, |
ß r 2 которых соизмеримы |
со значениями углов |
|||
а |
X |
|
|
|
г^/сек МО |
|
|
||
угла |
ß T 2 |
спра* |
значения |
углов |
|
ß H 2 и |
ß P 2 . |
Это |
1* 7* N*n8m
Рис. 95. Изменение параметров характеристик гидротрансформатора при
ß2 = var
можно отнести к гидротрансформаторам с центростремительной турбиной. Если же ß T 2 < ß H 2 и ß p 2 ( к а к э т о бывает у гидротранс форматоров с осевой и центробежной турбинами), то расход уве личивается более интенсивно, так как существенно уменьшается напор # т (см. рис. 94, в).
На рис. 95, а, б, в показано, как изменяются внутренние и внешние параметры гидротрансформатора типа У358011А при изменении углов ß H 2 . ß p 2 и Ртг- Как видно из графиков (рис. 95), при изменнии выходных углов одновременно с энергоемкостью изменяются такие параметры гидротрансформатора, как к. п. д. г\*
и передаточное |
отношение |
і*. |
|
|
При изменении |
углов |
выхода из |
рабочих колес потери на |
|
удар при входе |
в |
лопастные системы |
в оптимальном режиме |
|
работы остаются практически постоянными, а изменяются потери, пропорциональные квадрату расхода. Поэтому для случая, когда
162
