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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

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

 

§ III14. 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-