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

рого приведена на рис. 115, при 0К = 54° а = 17°, а при 0к=34°

а = 8°. Как показывают расчеты, величина Ят, соответствующая

тывающий поправку на вязкость, дающий удовлетворительное совпадение расчетной и экспериментальной характеристик. Однако эти расчеты, выполненные для регулировочных харак­ теристик, не всегда давали положительный результат, особенно в случаям, когда густота решетки колеса невелика. Это, по-ви­

димому, связано с существенным изменением течения в лопаточ­ ном венце при удалении от расчетного угла установки.

Кроме того, так как ряд других величин, необходимых для расчета регулировочных характеристик, не может быть получен

с достаточной точностью теоретическим путем, по крайней мере в настоящее время, то, как будет видно из дальнейшего, нами

был выбран иной путь расчета.

Вполне надежное суждение о покрытии определенной зоны

Q — Н или получении заданных режимов работы при помощи

одного вентилятора путем регулирования можно получить после соответствующих испытаний его модели. Это особенно относится к тем случаям, когда вентилятор работает в установке с потерей части его динамического давления и когда важно знать доста­ точно точно величину к. п. д. Вызывается это тем, что при различных режимах работы вентилятора и углах установки его лопаток коэффициент потерь установки изменяется, что в свою очередь связано с изменением поля скоростей при входе в диф­ фузор установки.

Однако в тех случаях, когда нет регулировочных характе­ ристик и нужно рассчитать вентилятор или подобрать из имею­ щихся по характеристике на исходном, расчетном угле уста­ новки, возможность расчета регулировочных характеристик не­ скольких вариантов вентиляторов значительно облегчила бы

выбор вентилятора, наиболее подходящего для заданных усло­ вий. Описываемый ниже расчет регулирования вентилятора заданной геометрии предусматривает наличие исходной харак­ теристики, полученной или расчетным путем (см. гл. III, § 5),

или, при испытании. Расчет ведется в предположении, что на исходном угле установки вентилятор имеет наибольшее значе­

ние максимального к. п. д. или близкое к нему.

Расчет построен на основании соответствующей обработки по условиям течения на среднем радиусе большого числа харак­ теристик многих вентиляторов различных схем, рассчитанных по методу, излагаемому в настоящей работе.

229

В результате обработки имевшегося экспериментального ма­

териала было установлено следующее:

1. Угол атаки сцт при входе в рабочее колесо, соответствую­

щий максимальному к. п. д. при различных углах установки его

Рис. 116. К определению угла атаки при входе и угла отставания по­

2Й0

Индекс тт соответствует величинам при исходном угле установки.

2. Угол отставания потока а2т при выходе из рабочего ко­

леса на режимах максимального к. п. д. при различных углах установки лопаток данного вентилятора находится в линейной

зависящая для данного вентилятора от угла установки лопаток

(рис. 117).

4. Зависимость отношения максимального к. п. д. при данном угле установки к наибольшему максимальному к. п. д.

г)тт при исходном угле от величины ~ат для различных вен-

сатт

тиляторов зависит только от густоты решетки колеса на среднем

для данного угла установки, отнесенное к такому же отношению

Необходимо сделать следующее замечание: все эти зависи­

мости получены при известном разбросе экспериментальных то­ чек и являются приближенными. Однако, как показали соответ­

ствующие расчеты, ошибка при определении таких величин, как И а2, не превышает 1°, ошибка при определении максималь­ ного к. п. д. обычно не превышает 1—2%, а при определении

■^аразр в большинстве случаев составляет не более 3—4%. Установленные зависимости дают возможность наметить

следующий порядок расчета регулировочных характеристик:

1. По исходной характеристике при угле установки 0Кот для режима Qmm максимального к. п. д. r]mm подсчитываются углы:

231

Значения углов и p2mm определяются по формулам:

ттт —

Qmm

Л/П

232

а угол выхода потока из НА di известей. Он остается неизмен­ ным при изменении режима работы вентилятора и угла уста­ новки лопаток его рабочего колеса.

2.При другом угле установки определяются значения:

Д0К=0К — @Кт;

Д^=(1-'П2)А0к,

где т2 берется по рис. 116, б.

233

вентилятором давление //=7j//T при угле 0К.

7. Рассчитываемая характеристика при угле 0К доводится до режима сара3р, который определяется следующим образом:

Сатт /

234

Рис. 120 Сравнение расчетных и эксперимен­

тальных регулировочных характеристик

235

Рис, 121. Сравнение расчетных и эксперименталь­

ных регулировочных характеристик

236

I ca разр \

Этот способ построения регулировочных характеристик раз­

рабатывался при значениях угла поворота лопаток + (5 ч- 10°) > >Д0К>-(15-?-20о).

На рис. 120 и 121 приведены расчетные и экспериментальные

характеристики двух вентиляторов.

Для того чтобы оценить точность расчета характеристик, по­ ступим следующим образом.

Проводится парабола сопротивления сети через точку на расчетной характеристике там, где наблюдается наибольшее расхождение ее с экспериментальной характеристикой, но к. п. д. еще такой, что работа вентилятора допустима. За такую

меньше.

Расчеты показывают, что в подавляющем числе случаев при

работе на данную сеть ошибка в производительности меньше

3%, а ошибка в к. п. д. меньше 2%, т. е. точность расчета регу­ лировочных характеристик вполне удовлетворительна.

Расчет регулировочных характеристик многоступенчатых

вентиляторов делается на основании расчета, выполненного для

одной ступени, путем сложений давлений и мощностей при рав­ ных са. Полный к. п. д. при этом не изменяется.

§ 3. РЕГУЛИРОВАНИЕ ПОВОРОТОМ ЛОПАТОК НАПРАВЛЯЮЩЕГО АППАРАТА

При изменении угла установки лопаток НА изменяется угол выхода потока из него 61, что приводит к изменению скорости

закручивания с]а при том же са\

сУи = са<А%\

и, следовательно, к изменению теоретического давления Нг и

всей характеристики вентилятора.

237

т. е. угол выхода потока изменяется не только за счет изменения угла установки А0на, но и за счет изменения угла отставания потока при выходе из решетки аппарата. Так же, как и в случае поворота лопаток колеса, это связано с изменением аэродина-

новки рабочего колеса и данных коэффициентах А и В величина

(са)н =о и наклон прямой Нт изменяются при изменении вели­

чины ctg 61. Как и в случае регулирования колесом, при регули­ ровании аппаратом происходит смещение и поворот характери­

стики.

Из формулы (208) можно видеть, что смещение характери­ стики при изменении ctg бь

больше будет смещение характеристик при регулировании аппа­ ратом. Этому соответствуют большие углы установки лопаток рабочего колеса и закручивание потока в аппарате против вра­ щения в расчетном его положении.

Вывод этот очень рельефно подтверждается регулировоч­ ными характеристиками, полученными в работе [104] при пово­ роте лопаток аппарата на одинаковый угол при трех углах уста­ новки лопаток рабочего колеса 0К = 25, 35 и 45°.

Из формулы (209) можно видеть, что изменение наклона характеристики с изменением ctg бс

= -F(l — А)

dcad ctg

1 Для решеток венцов аппаратов и колеса сохраним одно и то же обо­ значение углов атаки при входе в решетку и углов отставания при выходе

из нее без введения дополнительных индексов, так как перепутать их не представляется возможным.

238