Файл: Соколов Ю.Н. Основы единой теории лопастных машин (насосов, вентиляторов, воздуходувок) [учеб. пособие для студентов втузов].pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.06.2024
Просмотров: 112
Скачиваний: 1
ленных практикой нормативов. Как правило, число ло пастей следует увеличивать по мере возрастания расчет ной величины
Н = А/7 :ри2,
так как в противном случае можно получить нежела тельно большие углы в в корневом сечении лопастей. Хорду профиля на каждом радиусе следует выбирать такой, чтобы получить плавный очерк лопасти по ее бо ковым кромкам. Для осевых насосов, чтобы уменьшить
возможность возникновения кавитации на |
периферий |
ных элементах лопастей, где создаются |
наибольшие |
скорости их относительного обтекания,- очерк лопастей колеса «в плане» обычно делают прямолинейным, увели
чивая хорду |
пропорционально |
радиусу |
(рис. О—2). |
||
Описанный здесь метод профилирования лопастей |
|||||
осевого |
колеса можно считать |
«классическим» — отрабо |
|||
танным |
на |
основе |
вихревой |
теории лопастных машин |
|
Н. Е. Жуковского |
рядом его первых |
последователей. |
Практическое применение этого метода осложняется не обходимостью располагать аэродинамическими характе ристиками различных решеток профилей, т. е. зависимо
стями |
Сур (а), и Кр |
(а), |
вариантами которых можно |
было |
бы' оперировать |
при |
подборе профилей, обеспечи |
вающих необходимые |
величины |
^ур~.
В соответствии с изложенным в § III—6 выработана методика расчета и профилирования лопаточных венцов отдельных типов осевых машин. Для осевых насосов нашли применение главным образом методы, базирую щиеся на аналитическом исследовании потенциального обтекания решеток тонких дужек и телесных профилей. Для профилирования лопастей осевых вентиляторов за последние годы широко используется метод ЦАГИ [40], основанный на зависимостях А. С. Гиневского, а для осе вых компрессоров — результаты продувок решеток плос ких профилей, обобщаемые на основе понятия о номи нальном режиме и соответствующих ему параметрах.
Следует учитывать, что удовлетворить уравнении (III—50) по величине Сур — можно в различных вариан тах решеток профилей при соответствующих режимах их обтекания. Различными при этом будут получаться и к. п. д. кольцевого элемента на расчетном режиме. Обо снованный выбор наивыгоднейших режимов обтекания плоских решеток профилей по входному углу атаки и методы расчета соответствующих этому параметров ре
шетки разработаны В. С. Бекневым [2] .
Автор считает также допустимым использование для профилирования лопастей осевых машин аэродинамиче ских характеристик одиночных профилей с обоснованным переходом от них к характеристикам решетки соответ ствующих параметров. Вполне удовлетворительные ре
зультаты для осевых |
насосов и вентиляторов |
обеспечи |
|||
вают при этом описанные в § III—6 |
экспериментальные |
||||
исследования |
В. И. Богдановского |
по оценке |
парамет |
||
ров х и Дао- |
|
|
|
|
|
В процессе |
таких |
расчетов |
для упрощения оцен |
||
ки Сур по известной |
величине |
Су одиночного |
профиля |
можно использовать практическую прямолинейность аэ
родинамических |
характеристик |
|
одиночного профиля |
||||||||||
С у |
(а) и решетки |
CV p(а) |
|
в их рабочей |
части. При этом, |
||||||||
в соответствии |
с рис. III—32, получаем |
|
|||||||||||
|
tg ? = — ^ ~ |
const; |
tg fp |
|
= |
do. |
~ const |
||||||
|
|
da. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
и |
при любых |
значениях |
|
а (в пределах |
|
прямолинейной |
|||||||
части аэродинамических |
|
характеристик) |
|||||||||||
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( Ш - 5 1 ) |
|
С |
tg <Р |
а |
|
|
0 |
|
|
а |
|
|
||
|
|
а |
|
а |
|
|
|
||||||
|
'У |
|
+ |
|
|
|
|
|
|||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dCy |
— параметр, |
описанный |
|
в §111—6, а |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
da,
а -4- аор |
_ |
"ар |
отношение |
так называемых |
аэродина |
|||
а + а 0 |
|
|||||||
|
|
|
мических углов |
атаки. |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
Зная |
|
аэродинамическую |
характеристику |
профи |
||||
ля Су (а) и параметры •/ |
Д а 0 |
-ор — <х0, |
по |
уравне |
||||
нию (III —51) |
можно опре |
|
|
|
|
|||
делить |
Сур |
при |
заданном |
|
|
|
|
апростым пересчетом:
установив |
по |
аэродина |
н о |
||||
мической характеристике |
|
||||||
а а = а + а0 |
и |
аар |
= |
а а -+- |
150 |
||
Д а 0 3 1 ) , определяем |
иско |
|
|||||
мый коэффициент |
|
подъ |
too |
||||
емной силы решетки |
про |
||||||
расчеі |
|||||||
филей |
по |
соответствую |
|||||
SO |
|||||||
щему значению |
этого ко |
||||||
эффициента |
для |
одиноч |
|
||||
ного |
профиля |
|
|
|
i,u t,6 і.в г.о г.г гл |
||
|
|
|
|
|
|
||
Сур = |
Су у. |
|
|
|
QM*/ce« |
||
|
|
|
|
Рис. III—32
Использование этой зависимости облегчает и при менение описанных выше экспериментальных материа лов В. И. Богдановского, так как при этом
dC-vЇ.Р.^ |
|
|
|
da. |
- |
Г„ |
— const, |
|
-JL |
||
~~d~Cy~ |
|
|
do.
и, следовательно, установив по кривым рис. III—14 для определенных параметров решетки профилей -с, 0, / отношение Гр : Г = х, эту величину в последующих рас,-* четах можно считать неизменной.
Такой прием расчета апробирован практикой использования его автором и сотрудниками лаборатории гидравлических и воздуходувных машин Томского по литехнического института. Неоднократное применение
?')-Учитывая, что по рис. III—12.,Да0-=г <&0р т = а р . < Од
соответствующих расчетов для вентиляторов и насосов показало вполне удовлетворительную их сходимость как с результатами сложных расчетов по методике ЦАГИ [40], так и с результатами непосредственного экспери мента. Примером этого служит рис. III—32, где приве дено сопоставление результатов расчета (точки и пунк тирная кривая) и опыта для экспериментальной модели автора ВДВ — Э [29].
Описанная в этом параграфе методика расчета ра бочего колеса осевой машины применима и к расчету ее направляющего или спрямляющего аппаратов. Отличие последних случаев определяется тем, что вместо относи тельных скоростей w здесь следует оперировать абсо лютными с и, соответственно, вместо углов треугольни ков скоростей р — углами б. Кроме того, так как в НА и СА не существует передачи энергии, изменения дав лений (статических) определяются непосредственным применением уравнения Бернулли, а искомой илиза
данной в процессе расчета величиной |
служит обычно |
|||||||
отклонение |
потока |
решеткой |
профилей |
Дб = Ь% — бь |
||||
|
§ III—14. Условный коэффициент подъемной |
|||||||
|
|
силы лопаточного венца |
|
|
||||
|
При эксплуатации |
осевых |
машин с |
регулированием |
||||
их |
производительности |
за |
счет закрутки |
вступающего |
||||
па |
рабочее |
колесо |
потока |
|
направляющим |
аппаратом |
||
с |
поворотными лопатками |
н |
при проектировании соот |
ветствующих установок существенное значение имеют характеристики таких машин, т. е. зависимости Ар (Q) при разных углах закрутки. Но не всегда такие харак теристики, полученные экспериментально, имеются для всех возможных углов закрутки. Поэтому возникает воп рос о возможности пересчета характеристики осевой машины при осевом входе на соответствующую ей характеристику при заданном угле закрутки потока на входе или величину С и ] .
Такая задача разрешена И. Ю. Соколовой по зада нию и под руководством автора с помощью условного понятия о коэффициенте подъемной силы лопаточного венца С* .. Этот коэффициент действительно следует
считать условным, поскольку им определяется осреднен-