Файл: Соколов Ю.Н. Основы единой теории лопастных машин (насосов, вентиляторов, воздуходувок) [учеб. пособие для студентов втузов].pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.06.2024

Просмотров: 100

Скачиваний: 1

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

параграфах.

Физический смысл

понятия

« у д е л ь н о е

ч и с л о

о б о р о т о в

л о п а с т н о й

м а ш и н ы »

опреде­

ляется, таким образом, тем, что им является число

обо­

ротов

такой

машины

данного

типа, которая

на

сходст­

венном

режиме

работы создает

полное

повышение

дав­

ления

и

производительность

 

определенных

 

числовых

значений

ЬруЛ

 

и QV A .

 

 

 

 

 

 

 

 

Удельное число оборотов лопастной машины являет­

ся своеобразным

к р и т е р и е м

п о д о б и я — подобия

т и п а

машины. Установим взаимосвязь

между

величи­

нами Др,

Q,

п,

относящимися

к действительной — произ­

вольной

машине

на

произвольном

режиме

ее

работы

(в определенной точке ее характеристики), и величинами

АрУ д, Qy!l,

пуа,

относящимися

к «приведенной» машине

иа

сходственном режиме

работы.

 

 

Перепишем

установленные

в § IV—3

зависимо­

сти

(IV—7')

и

(IV—8),

вводя

масштабные

множители

по полным

повышениям

давления

 

V

ипо производителыюстям

*0 =ї Qyx

Q [ '

ар = ар ай а"п;

Пользуясь вторым уравнением, определяем

_ ^

п

и подстановкой исключаем эту величину из первого уравнения

Рп t Q •

Применим теперь общепринятый прием установле­ ния критерия подобия на основе зависимости между масштабными множителями, т. е. перенесем их все в од­ ну часть равенства

1/2

3/4

на основе чего и определяем критерий подобия

(ГГ= idem.

В применении к действительной и приведенной ма­ шинам то же следует записать в виде

 

Р J

\ Ру

/

 

 

д

откуда

и определяется

удельное

число оборотов

 

' у д

 

 

 

 

 

( I V - . 6 )

Как

и отдельным

параметрам

приведенной маши­

ны ЪруЯ,

Qy.i, руд, величине

 

 

к = V

Р у д і о у

(IV—16')

 

 

ФуД

 

можно придавать любое числовое значение, записывая

при этом уравнение

(IV—16) в

форме

Луд = KII

Q1/2

 

3/4,

(IV—16")

 

' Ар_"

 

Р

в которой оно и используется, по-существу, в примене­ нии ко в с е м м а ш и н а м : как к насосам, так и к воз­ духодувным машинам и даже ік гидравлическим турби­ нам. Уравнение (IV—16") можно поэтому считать опре­ деляющим понятие об удельном числе оборотов в обоб­ щенной форме.

Конкретизировать это уравнение и само понятие об

удельном

числе

оборотов

д л я

о т д е л ь н ы х т и п о в

л о п а с т н ы х

м а ш и н

принято

по-разному.

 

Д л я в е н т и л я т о р о в

и в о з д у х о д у в о к

в не­

давнем прошлом удельное

число

оборотов

определяли,

придавая

коэффициенту

к

в уравнении

(IV—16")

такое

числовое

значение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20*

 

 

 

 

 

 

 

к =

gm .

 

 

 

 

При этом, если п рассматривать как число радиан за

1 оборот,

а п — как

число

оборотов

в секунду,

весь

комплекс правой части уравнения

(IV—16")

оказывался

б е з р а з м е р н ы м ,

что

и обеспечивало

понимание

удельного числа оборотов в виде безразмерного крите­ рия подобия. Числовой коэффициент 20 способствовал получению /гу д в числовых значениях того же порядка, который имеют действительные числа оборотов воздухо­ дувных машин п (в минуту).

За последний период от такого осложнения в оценке /с отказались и по предложению ЦАГИ удельное число оборотов вентиляторов и воздуходувок принято оценп-

пивать по упрощенной

зависимости

0 1 / 2

 

39)

 

 

 

( I V - 1 6 вент)

 

Д / 7

3 / 4

'

т. е. принимать, что

 

 

 

 

 

 

3/4

* g 3 / 4 - -

4

V

=1,

<2у'д

оценивая соответствующим образом числовые значения величин Ар у д и <2уд . Величина nQ, / a :Ap3 / j при этоц, в чем легко убедиться, не будет безразмерной, но пони­ мание ее в качестве безразмерного критерия не исклю­ чается, если предполагать, что перед неїо имеется мно­ житель, равный единице, однако обладающий соответ­ ствующей размерностью.

3 9 ) Напомним, что в литературе по вентиляторам величину До обозначают символом //, измеряя ее в кгс/м2 (см. введение).

Д л я н а с о с о в

принято иное представление о вели­

чине, учитываемой

обобщенным

определением

п у д по

(IV—16"). Здесь, предпочитая

 

оперировать

понятием

«напор» Н =

Др :pg,

говоря

об

удельном

числе

оборо­

тов, принимают, что

Нуа=

1 м

и

<2у д

= 1

мъ,1сек.

Большее

распространение

в

 

применении к

 

насосам

(и к гидротурбинам)

получило,

однако, понятие «к о аф ­

ер и ц и е и т

б ы с т р о х о д и о с т и»,

оперируя

которым

считают, что «приведенный насос» развивает полный по­

лезный

напор

Hs

=

1 м

и

такую

производительность

Qs— мъ]сек,

при которой

жидкости

передается

мощность

Ns , равная одной лошадиной силе.

 

 

 

 

Так

как

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N,

=

 

—^— =

1 л. с,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

75

 

 

 

 

 

 

 

а удельный вес воды у =

pg

=

1000 кгс/м3,

для

водяных

насосов

по аналогии

с

(IV—-16") при Я % — 1 м получа­

ем Qs

 

=

75 : 1000

м*/сек

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

« Г

_

 

 

 

_3.es.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qj*

 

V

 

75

 

 

 

 

 

Поэтому

для водяных

насосов применяют

зависимость

 

 

 

 

я . = 3,65

л - ^ І .

 

 

 

(IV —16

нас)

 

 

 

 

Л

 

 

 

/уз/4

 

 

 

v

 

 

'

В соответствии с этим физический смысл величин Л -

определяется

тем,

что коэффициентом

быстроходно­

сти

ns

 

называют

на

число

оборотов насоса

 

данного

типа,

 

который

 

сходственном

режиме

 

работы

создает

 

напор

Hs

— 1 м при

такой

производитель­

ности,

что

жидкости

передается

мощность

Ns=

1 л. с.

Очевидно,

что

в

 

понятиях

/гу д (IV —16"),

«у (IV—

— 16

вент)

и ns(lV—\6

 

нас)

нет

принципиального

раз­

личия. Частичные особенности этих величин опреде­

ляются

лишь ' соответствующей числовой

оценкой

Друд и

(ЗуД (или Hs и Qs) „приведенной"

машины.

Определение этих понятий было проведено в ориентации на произвольно выбранные, но сходственные режимы работы действительной машины и «приведенной». Это

подчеркивало то важное обстоятельство, что 'с измене­

нием

режима работы лопастной машины пуд

{п., или

ns )

могут изменяться. Так как при неизменном

действи­

тельном числе оборотов машины в рабочей части ее ха­ рактеристики' Ар (Q) с увеличением производительности полное повышение давления уменьшается, согласно (IV—16"), (IV—16 вент) и (IV—16 нас), n y A , n y u n s должны возрастать. На рис. IV—8 для примера это' пока­ зано в виде соответствующих зависимостей одного из вентиляторов.

Для того чтобы удельным числом оборотов (или коэффициентом быстроходности насоса) однозначно определять нормальные условия работы машины, а в то

же время — и соответствующий

ее

тип, наиболее подхо­

дящий для этих

условий

работы,

следует

оперировать

н о р м а л ь н ы м

з н а ч е н

и е м

п у

(или ns

) . Под этим

понимают то числовое значение удельного числа оборо­

тов

пуо

(или коэффициента быстроходности nso),

кото­

рое

соответствует

о п т и м а л ь н о м у

р е ж и м у рабо­

ты любой из серии однотипных машин.

 

 

 

 

 

Понятно,

что

на любых

из

 

сходственных

режимов

работы однотипных машин числовые значения пу

(или п s

должны

быть

одинаковы

(это

определяется

приве­

денными

выше

зависимостями

и

самими

понятиями

об

пу

или

ns,

как

о критериях

подобия).

Одинаковыми

будут для однотипных машин и числовые значения

п у п

(или nSQ

) на

оптимальных

режимах

работы. В то

же

время определенным условиям работы лопастной ма­

шины должен соответствовать и определенный

ее тип —

с определенными соотношениями

между

основными

размерами, определенными углами

лопаток

и

другими

конструктивными формами (или несколько возможных вариантов такого типа), который (которые) может обе­ спечить работу машины при заданных условиях с наи­

высшей экономичностью, т.

е. при оптимальном

режиме.

Поэтому

нормальные

значения

удельного

числа

оборотов

вентилятора

пу0

или коэффициента

быст­

роходности

nso

насоса

определяют

и

соответствую­

щие им

типы

машин,

их

конструктивные формы. Схе­

матично

это

показано

на рис, I V — 1 . Переходя

от од­

ного конструктивного

типа

рабочего

колеса лопастной

машины (а следовательно, и от одного конструктивного типа машины в целом) к другому слева направо (от А к Г), мы должны получать соответствующие каждо­ му числовые значения пуо или nso. Так как в таком направлении Q увеличивается, а До уменьшается, соглас-

бо

 

 

 

У

і

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТО г

 

1

 

 

m

 

1

/

60

Qfi C&U

 

Iі

too

 

 

 

 

 

1

/7

 

 

so

 

 

 

іі

90

1*3

 

1

і/

 

 

80

 

 

 

 

 

TO

зо

 

Т і

 

 

 

 

 

 

 

 

 

го

-qt qoa

I

 

 

60

л

\q,i

L

ТІ

 

 

so

 

 

 

 

Q.1

о.г

 

О.З Q

 

 

 

 

 

 

Рис.

IV —8

 

 

 

 

но установленным зависимостям

для

пу0

или

 

уве­

личины

должны

увеличиваться

(отмечено

знаком

личения

внизу

схемы рис. (IV—1). Осевая

машина

будет по ее типу (по величинам пуо

или

nso)

наиболее

быстроходной,

а

центробежная

с развитыми

радиаль­

ными

и

малыми

осевыми размерами—наиболее

тихо­

ходной.

Отмеченное определяет существенное практическое

значение понятий об пу0 или ns0 п р и п о д б о р е т и ­ пов лопастных машин, наиболее соответствующих за­

данным условиям их работы. По условиям работы,

оцениваемым

величинами

Ар, Q

и п, следует

подсчи­

тать пу

или

ns, а

затем

подбирать такой тип

машин,

который

обладает

н а и б о л е е

б л и з к и м и . к этим

Смотрите также файлы