книги из ГПНТБ / Стесин С.П. Гидродинамические передачи учебник

Практически построение лопатки по этому методу осуществ­ ляется следующим образом. Откладываем на меридиональной проекции по линиям тока (например, по внутреннему и наруж­ ному торам), отрезки 0—/, 1—2, 2—3 и т. д., равные Д/ = AL = = 10 мм (рис. 85, а).

отрезки из точек, лежащих на горизонталях с номером, соответ­ ствующим выходной и входной кромкам меридионального се­

ной, а на входе и выходе отображенной линии были бы прямоли­ нейные отрезки достаточной длины. Из точек а, b и т. д. на кон­

140

равными расстоянию от оси вращения до точек О, 1,2... на ме­ ридиональном сечении (см. рис. 85, в). Соединяем точку а с цент­ ром окружностей, откладываем по дуге следующего радиуса отрезок Длц получаем следующую точку и т. д. Соединяем полученные точки плавными кривыми, которые представляют собой проекции линий тока в плане. Далее следует, как и в предыду­ щем случае, построить тыльную сторону лопатки, задавшись ее толщиной, или «одеть» полученные проекции известным про­ филем.

Аналитический способ построения лопатки по средней линии тока. В основу этого способа положен метод конформных отобра­ жений. Но в отличие' от предыдущих способов конформное ото­ бражение средней линии тока задается аналитически. При этом известными являются размеры меридионального сечения, углы

участок средней линии тока. На входе и выходе располагаются также прямолинейные участки, где углы ß x и ß 2 не меняются, Однако прямолинейные участки в аналитическом выражении не рассматриваются.

141

=t g ß s ,

tg ß 2 = ЗЛк2 + 2ß/c + С.

Решая систему уравнений, найдем коэффициенты А, В, С:

/ctg ß 2 + ;с tg ßt —2ft . B _ 3h - 2к tg ßt — к tg ß2 .

С --= tg ß, .

Подставив эти коэффициенты в уравнение (97), получим ана­ литическое выражение для конформного отображения средней линии тока

нию тока на конформной диаграмме и поверхность лопатки в плане по известному меридиональному сечению и конформной диаграмме.

Наиболее целесообразно применять этот метод при экспери­ ментальном исследовании влияния отдельных параметров кон-

142

струкции лопастной системы на внешнюю характеристику, когда приходится изготовлять несколько вариантов рабочих колес, отличающихся лишь одним из параметров (например, при различ­ ных углах входа или выхода).

Профилирование прямых решеток профилей. Наиболее целе­ сообразно применять этот метод при построении цилиндрических и плоских круговых решеток. В прямых решетках профилей мо­ гут применяться либо слабо, либо сильно изогнутые профили.

щих свойств решетки при натекании, отличающемся от безудар­

толщина лопатки (рис. 88, г).

Порядок профилирования следующий. Заданными являются углы ßi и ß2 . Определяют параметры решетки. Принимаем в пер­ вом приближении безударный вход потока на лопатки без учета

143

стеснения потока, т. е. ß* = ßi и ß* = ß2Тогда у* = — 2 ~ ^ '

Рис. 88. Результаты экспериментального исследования решеток профилей

oß* = ± = £ о.

144

Вычисляем радиус круговой дуги профиля р =

Затем вычерчиваем дугу профиля. Для этого задаемся углом

ответствует конфузорной решетке, а знак «плюс» — диффузорной. Учет влияния конечной толщины профиля сводится к повороту

— ) , где Дух взято

с графика (рис. 88, г).

Для построения профиля сечения вычисляют длину средней линии профиля

осевого колеса. Для построения профиля решет­ ки радиального колеса не­ обходимо принять ее за конформное отображение искомой решетки на ци­ линдре, развернутом на плоскость, и затем пере­ нести ее размеры с кон­ формной диаграммы на нужную поверхность, как это было описано для про­ филирования с помощью конформных отображе­ ний.

Решетки с сильно изогнутыми профилями трудно рассчитать с помощью аналитических выражений, поэтому их конструируют на основе опытных данных. На рис. 89, а показаны типы сильно изогнутых профилей решеток, встречающихся в гидротрансфор­

Методика профилирования таких решеток нами не рассматривается.

ная к направлению скорости w (b — ширина канала на данном

= —— ' — - — среднее значение учетверенного гидравли­ ческого радиуса.

Рис. 90. Расчет коэффициента сопротивления к (точки 1—7 соответст­ вуют рассматриваемым сечениям лопатки)

Расчет величины к целесообразно вести в табличной форме. Подсчитав геометрические параметры, определяем коэффициенты а, Ь, с и .т. д. по уравнениям, приведенным на с. ПО, а расход Q по уравнению (95) при различных значениях і. По известным вели­

= 0,95-^-0,97 и определив моменты дискового трения и механи­ ческих потерь.

Для тяговых режимов работы гидротрансформаторов переднего хода при і << 1 (рис. 91):

танных параметров заданным проводим уточнение геометрии ло­ пастных систем теоретическим или опытным путем.

§ 30. ПРИМЕНЕНИЕ ЭЦВМ ДЛЯ РАСЧЕТА ГИДРОТРАНСФОРМАТОРОВ. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДИК РАСЧЕТА

Как видно из предыдущего, расчет гидротрансформаторов гро­ моздок, требует больших затрат времени и труда. Для ускорения процесса расчета целесообразно применять ЭЦВМ. Программа и блок-схема, отлаженные для одного варианта расчета, могут быть использованы для расчета других вариантов или других типов гидротрансформаторов. При этом в машину должны быть заложены новые исходные данные. В МАДИ, НАМИ, ВНИИМетмаше составлены блок-схемы и программы для расчета харак­ теристик гидротрансформаторов соответственно при изменении какого-либо геометрического параметра.

148

Программа, составленная в МАДИ, позволяет при изменении углов ß всех колес в широких диапазонах выбрать при помощи ЭЦВМ «Минск-22» углы ß, обеспечивающие требуемые значения максимального к. п. д. и энергоемкости Я М 1 . Ниже приведена блок-схема расчета характеристик на ЭЦВМ «Минск-22» при из­ менении углов ß на входе в рабочие колеса и выходе из них (рис. 92). Применение ЭЦВМ позволяет сократить время, необ­ ходимое для расчетов, провести сравнение и анализ большого числа вариантов параметров лопастной системы.

Программа для ЭЦВМ «Минск-1», составленная во ВНИИМетмаше, позволяет решить прямую задачу, т. е. задачу рас­ чета лопастной системы вновь проектируемого гидротрансфор­ матора [5].

Краткий обзор существующих методик расчета. Существую­ щие методы расчета гидротрансформаторов отличаются в основ­ ном методикой определения гидравлических потерь в рабочей полости. Гидравлические потери, возникающие в каналах рабо­

ческие потери определены по первому методу, который в настоя­ щее время является наиболее распространенным. При использо­ вании этого метода возникают следующие трудности. Гидравли­ ческие потери могут быть определены как сумма потерь от мест­ ных сопротивлений и потерь по длине канала (см. гл. I , § 5), причем коэффициенты местных сопротивлений и коэффициент Я

опытным путем. Вычисленный таким образом коэффициент к может быть использован только для расчета гидротрансформато­ ров тех типов, на основании испытания которых он дается. Ре­ комендации для вычисления коэффициента Я, приведенные в § 5, являются наиболее общими и могут быть использованы для пред­ варительных расчетов. В обоих случаях потери, зависящие от угла атаки, определяются отдельно, причем значения фУ д , полу­ ченные опытным путем, также могут быть использованы только

149