книги из ГПНТБ / Соколов Ю.Н. Основы единой теории лопастных машин (насосов, вентиляторов, воздуходувок) [учеб. пособие для студентов втузов]

нии давления. Вихревые нити, сбегающие за счет зазора

где коэффициент

к= 0,85 [1 —(т -h 0,1)-"], .

апараметр у определяется в зависимости от перепада

ление основных размеров рабочего колеса и геометри­ ческой формы его лопастей по заданным объемной про­

Г/ = I .

D

Выполнять осевые колеса с малым d, как правило, не­

вых воздуходувках и компрессорах находят применение d>0,8.

При выбранном втулочном отношении, исходя из оценки осевой расходной скорости на колесе по объем­ ной производительности машины Q и проходному сече­ нию

4Q v(D*-d3)

устанавливается необходимый диаметр осевого колеса

D 4Q_

зстствуюших значениях параметров «і и гс2. Допускают­ ся некоіорие отступления от оптимальной величины са, не приводящие к заметному уменьшению к. п. д., но обе­ спечивающие сокращение размеров вентилятора.

После того, как по заданной производительности уста­ новлены основные размеры осевого колеса и число обо­ ротов л об/мин, можно приступить к расчету п профи­ лированию лопаточного венца, обеспечивающего задан­ ную величину полного повышения давления Ар на рас­ четном режиме. При этом ометаемое лопастями сечение

пых площадей и расчет ведут на отдельных радиусах г

30 Оценив вероятное значение гидравлического к. п. д. на

данном кольцевом элементе, по заданной величине пол­ ного, полезного повышения давления Ар находим его те­ оретическую величину

и известной плотности жидкости, таким образом, опреде­ ляет теоретическое повышение полного давления, раз­ виваемое на кольцевом элементе.

вектора wm относительного обтекания решетки профи­ лей, так как

брать такой профиль в решетке и такой угол его установки в, которые обеспечат это повышение давления. Установим соответствующее расчетное уравнение.

Подъемная сила, действующая на профиль в решетке, определяется уравнением (II—21). На элементарной дли­ не лопасти, соответствующей кольцевому сечению между г и r-j-dr, эта сила будет

dPy = Cyppbdr^.

Согласно (III—24) определяем тангенциальную проек­ цию результирующей сил лобового сопротивления и подъемной силы

Зная соответствующий рассматриваемому кольцево­ му сечению массовый расход жидкости или газа

dm = pca2nrdr,

определяем создаваемое здесь теоретическое повышение полного давления

находим необходимое числовое значение безразмерно­

С—•

б) обеспечивается по возможности высокое аэроди­ намическое качество решетки профилей Кр = Сур : Схр, близкое к предварительно оцененной его величине.

Очевидно, что в процессе такого подбора возможны различные варианты выбора геометрической формы профиля, его размера (длины хорды Ь), угла установки 0 и числа лопастей г, определяющего шаг t. Числом лопастей обычно задаются заранее, исходя из устянов-

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

скорости их относительного обтекания,- очерк лопастей колеса «в плане» обычно делают прямолинейным, увели­

Практическое применение этого метода осложняется не­ обходимостью располагать аэродинамическими характе­ ристиками различных решеток профилей, т. е. зависимо­

^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.

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

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-