32.Классификация рабочих колес турбины.

Головним елементом турбіни є робоче колесо (РК). Конструктивно РК виконуються у вигляді диска, з однієї або із двох сторін якого закріплені лопатки, які утворять міжлопаточні канали, де відбуваються основні енергетичні перетворення. Розрізняють РК радіального, осерадіального й осьового типів.

Радіальні РК виготовляють із лопатками циліндричної форми, які розташовуються в радіальній частині диска. В осерадіальних РК вхід робочої речовини відбувається в осьовому напрямку, а вихід - у радіальному. Канали таких РК обмежені лопатками складної просторової форми.

Профілювання лопаток радіальних РК. У практиці конструювання широке використання придбали РК із циліндричними лопатками, розташованими в радіальній частині диска їхнього колеса. Такі колеса прийняте називати радіальними. Такі РК виконують із лопатками постійної товщини з тим або іншим загостренням вхідних і вихідних кромок.

При профілюванні лопаток, як кістякові лінії використаються криві, які складаються з дуг двох окружностей, сполучених з першим порядком гладкості.

Під кістяковим профілем розуміють криву лінію, що проходить посередині між опуклою й увігнутою частинами профілю.

Формування поверхонь лопаток осерадиільних РК.

Плин робочої речовини в РК осерадіального типу, має яскраво виражений просторовий характер, що спричиняється складну геометричну форму поверхонь, які обмежують його потік. Подібні РК називають осерадіальними, тому що в них плин повертається від осьового напрямку на вході до радіального на виході з колеса. Цей поворот забезпечується відповідним профілюванням внутрішнього й зовнішнього обводів меридіального розрізу РК.

Лопатки РК впливають на відхилення потоку робочої речовини, що у відносному плині змінює свій напрямок від кута на вході до кута на виході. Кут дуже часто з конструктивних і технологічних міркувань приймають рівним . У зв'язку із цим лопатки на виході мають чисто радіальне розташування.

Для додання лопатці необхідної форми задають її кістяковий профіль у вигляді плавній кривій, наприклад - параболи.

Форму лопатки одержують розподілом симетричного аеродинамічного профілю уздовж середньої лінії, кути нахилу дотичних до якої на вході й виході забезпечують необхідні значення кутів входу й виходу потоку.

33.Преимущества и недостатки роторно-поршневого двигателя Ванкеля.

Менша маса

Через відсутність необхідності в поршнях, шатунах і коленвале основний блок роторного двигуна має менші розміри та масу при кращих динамічних характеристиках і керованості.

Менші розміри

Роторний двигун істотно менше традиційного двигуна такої ж потужності. Невеликі розміри роторного двигуна вигідні не тільки тим, що зменшують масу - вони також поліпшують керованість, полегшують оптимальне розташування трансмісії та дозволяють зробити автомобіль більше просторим для водія та пасажирів.

Менший рівень вібрації

Всі частини роторного двигуна безупинно обертаються в одному напрямку, а не змінюють напрямок свого руху так, як поршні звичайного двигуна. Роторні двигуни внутрішньо збалансовані, що знижує рівень вібрації.

Більше висока потужність

Роторний двигун видає потужність більш рівномірно і плавно. З кожним повним обертом ротора вихідний вал обертається тричі. Кожне окреме згоряння відбувається протягом 90-градусної фази обертання ротора, тобто протягом 270-градусної фази обертання вихідного вала. Це значить, що однороторний двигун видає потужність протягом трьох чвертей кожного оберту вихідного вала. Урахуйте, що одноциліндровий поршневий двигун видає потужність тільки протягом однієї чверті кожного оберту вихідного вала.

Більше висока надійність

Роторний двигун має менша кількість частин, що рухаються, у порівнянні з аналогічним чотиритактним поршневим двигуном. Двороторний двигун має три основні частини, що рухаються: два ротори і вихідний вал. Навіть найпростіший чотирициліндровий поршневий двигун має як мінімум 40 частин, що рухаються, включаючи поршні, шатуни, распредвал, клапани, пружини клапанів, качалки, ремінь ГРМ, розподільні шестірні й коленвал.

Роторно-поршневий двигун нескладний конструктивно, і, завдяки простоті свого пристрою і помітно меншому числу деталей, чим у звичайного ДВС легкий, компактний. Але високі вимоги до точності виконання деталей роблять його складним не тільки в ремонті, але у виробництві. Його виробництво вимагає окремих високоточних верстатів здатних переміщати різець по эпитрохоидальної поверхні ціліндра.

Але основною проблемою ванкеля є його низька економічність і схильність до перегріву. Обоє ці явища власне кажучи дві сторони однієї медалі, а саме геометрії камери згоряння.На малюнку видно, що камера має лінзоподібну форму, тобто при маленькому обьеме в неї більша площа. При згорянні робочої суміші основні втрати енергії йдуть через випромінювання (з курсу статистичної фізики відомо, що інтенсивність випромінювання пропорційна четвертого ступеня температури, у такий спосіб ідеальна форма камери згоряння - сферична). Промениста енергія даремно залишає камеру згоряння і приводить до перегріву робочого циліндра. Ці втрати не тільки знижують ефективність перетворення хімічної енергії в механічну, але й викликають проблеми із запаленням робочої суміші

Второю проблемою, по праву, уважаються ущільнювачі. Площа плями контакту дуже невелика, а перепад тиску дуже високий. Наслідком цього, нерозв'язного для ванкеля, протиріччя, є високі витоки між окремими камерами, і як наслідок падіння КПД і екологічні проблеми.

При всіх перевагах (надійність, простота пристрою, компакность ремонтопридатність), явним недоліком двигуна Ванкеля є трохи менша економічність у порівнянні зі звичайними ДВС.