книги из ГПНТБ / Ушаков, Константин Андреевич. Аэродинамика осевых вентиляторов и элементы их конструкций

Схема

i

м

1

НА К Рассчитывается по

1,0

Р 4“

Л1!Хна

формулам (140)

или (146)

К + СА

0

Рассчитывается по

Р + (п.3 — 1)

рСА

формулам (141)

или

(147)

0

1,0

Р

Учитывая формулу (139), выражение (138)

для

к. п. д_.

после несложных

преобразований

можно представить в таком

простом виде.

т]

= 1----- ?- А01П

м —

ГСа

71.2(1

+ Л,)2 77т

<142>

- - -

2

•

Это

наиболее

общий

вид формулы для к. п. д..

одноступенчатого

осево­

го

вентилятора

схемы

НА + К + СА

при

про­

извольных значениях са,

П\ и п2. Для остальных

схем к. п.д. получается,

как соответствующий ча­

стный случай при значе­

нии величин п.\, п2 и М,

приведенных в табл. 1.

На рис. 53 приведен,

график

для

определения,

оптимальной

циркуляции,

в НА Гна опт —

опт^т,

тде

опт

подсчитывается

по

фор-

муле (140).

Для одного из типов осевых вентиляторов с малым са

было

Например, при Л/т = 0,25

и са = 0,4,

как видно

из рис. 53,

величина Гна опт = — 0,14.

При этом

(Аг)нл

уменьшится

Рис. 54. График для определения величины

циркуляции ГСА в СА

при схемах

HA +

+ К + СА

и

К + СА

в 1,8 раза, a

(bz)^ увеличится

в

1,1 раза по

сравнению со слу­

чаем расчета

на ГнА = — /7Т.

г

На рис. 54 приведен график, по которому определяется оп­

тимальная величина ГсЛоптЛ_

ГСЛопт = — 0,21,

Например, при (l+n,)77T =0,25 и са =0,5,

что дает возможность не только увеличить к- п.

д. вентилятора

9*

131

по одному из параметров са, П\ или «2,

в. выражение (142)

нужно

подставить

оптимальное

значение

соответствующего

параметра.

Так,

при ся = саОПТ

из

формулы

(142)

получим

выражение

для максимального к.

п.

д. по параметру са\

7jmax = 1 -

м -

+

(144)

Для

получения

абсолютного максимума

к. п.

д., соответ­

нужно в выражение (142)

подставить значения саопт,

/г10пт и

По опт, полученные из

совместного решения

уравнений

(139) - (141).

некотором уменьшении к. п.д. Дц

против максимального по

данному параметру:

(145)

(146)

1

1/ 2Д1Ч

^2---- ^2опт +

'

(147)

1 +«i

77,'

Из этих формул видно,

что при данном уменьшении к. п. д.

Ат]Са диапазон

выбора величины са=Ь саот

тем

больше,

чем

выше аэродинамическое качество венцов

(чем

меньше

вели­

чина М), а также чем

больше сама

величина

саопт;

диапазон

выбора /Zi¥=«ionT

и п2

=7=

п2 опт

тем больше,

чем

меньше

вели­

чина НТ.

На рис. 55 представлен

график,

рассчитанный

по

формуле (145). По этому гра­

фику

можно

приближенно

судить о диапазоне измене­

ния са при двух значениях

уменьшения к. п. д. — Дт;- —

= 0,25%

и 0,5% на расчет­

ном режиме. Например,

если

величина

44 = 0,12,

а са опт = 0,5,

то в

пределах

допустимого

уменьшения

к. п.

д.

до 0,25%

величина

О

005

0.1

015

02

М

I Са опт ~~ Са I '

0,1,

1.

е.

Са

может выбираться

в диапа­

Рис. 55.

График для выбора

си ¥= Саопт

зоне 0,4 — 0,6.

циркуляцию

Посмотрим, в каких пределах можно выбирать

в направляющем аппарате схемы НА-|-К.

(146)

на

_

Умножив

левую и

правую части

уравнения

НТ,

получим

Гна = Гнаопт±ДГна,

(148)

где

ДГНА---

На рис. 53 приведен

график для выбора величины ДГна при

двух значениях Дт]Л1 = 0,25

и

0,5%.

Гна 0Пт= — 0,265.

Например,

при 7/т = 0,4

и

са = 0,6,

При Дт1л1 = 0,25%,

ДГна=± 0,045,

т.

е.

величина

цирку­

ляции может быть выбрана при этом

в диапазоне — 0,22-^0,31,

что

соответствует

/г, = — 0,55 н---- 0,75.

выражение

для

Из выражения (147) может быть получено

определения

циркуляции в

СА, отличной от

оптимальной:

Г

СА

=Г

-4- ДГ

СА’

(149)

где

1

1 СА опт Т

1

4

’

_______

дгСА = /гд^/л.

На графике рис. 54

приведены кривые

для

выбора

допол-

чениях Д7]„г : 0,25 и 0,5%.

_

Например, для схемы К-|-СА (ях = 0) при /7т = 0,25 и си~_

= 0,5, ГСЛопт = — 0,21 (см. рис. 54). При Дт]„2

= 0,25%, ДГСА =

=0,035, т. е. можно принять Гсд = — 0,175,

что приведет

Если

вентилятор

будет выполнен

по схеме

НА

К + СА

с аппаратом, закручивающим поток против вращения

так, что

пх = — 0,5,

то при указанных А/т, са и

Дт)П2 величина ГсАопт=

= — 0,09

и

при ДГса

- 0,035 величина

ГсА =— 0,055, т.

е. цир­

куляция Гса может

быть принята более, чем в 2 раза меньшей

по сравнению со случаем осевого выхода, при

котором

ГСа=

= — (1 + «j) //т = — 0,125. При этом суммарная ширина

лопа­

ток СА уменьшится примерно вдвое.

и отсут­

При малых величинах теоретического давления Ят

ствии НА,

а также при

средних значениях Ят

в схемах с ап­

счета уменьшения

к. п. д.

вентилятора

за

счет отсутствия

СА [30]:

Дт)„2 = г2с10пт ;

(150)

2ЯТ

[это выражение может быть получено

и из

формулы (147)

при п2 = 1,0].

7?т = О,О5

_

рис. 54,

_ Например,

при

и

са = 0,3,

согласно

Гса опт =~ 0,030 и

Дт]Л2 = 0,9%.

Для вентилятора с

НА

при

Л/т = 0,25,

са = 0,6,

«! = — 0,5 величина ГСАопт = —0,08 и Дт|Н2 =

= 1,3%.

об

уменьшении осевых размеров и стоимости

вен­

Вопрос

конкретных

условий.

подчеркнуть,

что

изложенные

выше

Необходимо еще раз

соображения

в

отношении уменьшения

к. п.

д.

относятся

к расчетному

режиму.

По характеристике вентилятора величина 77т

обычно умень­

шается при Са

Са расч и

увеличивается

при

Са<^арасч- В СО-

ответствии

с

этим изменяется и роль

СА:

при

са<Схрасч он

имеет большее значение.

с шестью СА, рас­

Вентилятор схемы К + СА был испытан

считанными

на

разные

значения п2 (от 0

до 0,5

через 0,1).

Все аппараты

имели

одинаковое число

лопаток,

но

разную

при данном п> к к. п. д.

т]пг=о при га2 = 0 от

величины га, и

такие же зависимости для

отношений полных и

теоретических

среднего радиуса

—

1 / 1 + Д2

для простоты

гср = у —%—, записываемая

лах 0,35—0,5 для схем, состоящих из одного

рабочего колеса,

и 0,5—0,7 для остальных схем, что приводит

к соответствую­

для определения саопт,

П10ПТ и п2 опт для

/-ступенчатого осевого

вентилятора

[30]:

-о

1 /. Г—

(1

+2n,)77Tl2

.

I нт \2 г „

a,?

J

+Ы I'-.Vha,-

- О +2/г,),!,_Лл + (1

+/>,№,-!)(«,+ !>•(>.„]}, (151>

Mi — Zp. + /Z1P-HA1---- ----

1) Н'НА 4~ (1 + «1) (^2 ---- 1) Рса;

3 (phai Рса) п\ Опт Н- 8 [zp

(z

1)

РнА "

3

РСА ^юпт 1

"4*

ху г2г’2[х + 4 Zp---- (z-j- 1)РнА ----- РСА

+

+ 4^У(рна1-Нса) = 0;

(152)>

^2опт ~

-TJ

НСА^1

(153)

.

, •

1

Са + саопт д»

Л22 (1 Л1)2/Ут

(154>

7) = 1--------------—------Mi — -- ----- ----------

1ГСа

Приса = саопт

из уравнения (154)

получим выражение для

максимального к. п.

д. по параметру са, при п, = п1опт

по па­

раметру rti и т. д.

шими окружными скоростями.

при

Уменьшение к.

п. д. многоступенчатого вентилятора

ZZj /21опт

приближенно можно оценить по формуле

Л71- = ^Г

^!х

G 1) !ХНЛ

3

Нса (^1 п1. опт

(155)

4

г2гЗСа

При са

са опт

уменьшение к. п.

д.

оценивается

по

фор-

муле

д'^а = Mt

{Сд опт ~

(156)

1гСа

Так как вообще

> М для одноступенчатого

вентиля­

Поступая аналогично тому, как это

делалось

для

обычных

схем, получим [30]:

/_ nHT\s

Г-

(Зп - 1) 77т I2

С2ЙОПТ

ПЩ И -

) + (1 - «) Й2

Г - ------Т=------

(157)

1-------------------,

где

:== Д-pi “Ь (1

л)

Рп

— обратное

аэродинамическое

качество

соответственно

первого

и второго колес;

/гОпт— 0,5,

(158)

жду колесами поровну.

можно пре-

Величина попт

= 0,5 получена при условии, что

небречь членами,

содержащими разность pi — рг, а

также дру-

гими малыми членами.

К. п. д. вентилятора

при

произвольных значениях са и п

имеет вид:

71=1-----

ГСа

1

(159)

При са = саот и п = /гопт

из формулы (159) получим выра­

жение для абсолютного максимума к. п. д. т]тахабс.

Пренебрегая малыми членами,

при п = пот получим из фор­

мулы (157), что

Охопт

а

При 1Т

Допт И Са — ^аопт ~ Г

^Imax абс ~ 1

2[1.

ектировании первого колеса.

Они могут быть частично преодо­

1 Может

быть рассмотрена

схема вентилятора встречного вращения

и с входным

НА [30], а также с

СА. При этом появятся еще оптимальные