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

1/895 .Зак

Рис. 20. Зависимость cto от параметров решетки при Р — 60'

При помощи уравнения связи (24) и выражения (6) можно установить соотношение между углами входа и выхода потока из решетки *.

и поскольку

где коэффициенты

гdCy

т dCy

„ ¥^’sin^

1 + T^TCOS^

зависят лишь от геометрических параметров решетки.

Исследование суммарных характеристик решеток, составлен­

ных из профилей более общего вида [8], позволяет оценить те наибольшие отклонения от формы двухпараметрических анали­ тических профилей, при которых еще можно использовать зави­ симости для суммарных характеристик их решеток. Оказалось, что полученные зависимости для решеток, составленных из двух­ параметрических профилей, можно использовать с приемлемой для практических приложений точностью для решеток, состав­ ленных из профилей со средней линией, несколько отличающейся

для практических расчетов решеток профилей осевых вентиля­

50

близки по форме к профилям, применяющимся в их лопаточных венцах.

Воспользуемся установленной выше связью между аэроди­ намическими и геометрическими характеристиками решетки для исследования влияния каждого из геометрических параметров решетки в отдельности на ее аэродинамические характери­

стики.

Влияние густоты и угла геометрического

ют на суммарные аэродинамические характеристики примерно так же, как и в случае решетки пластин.

фикам рис. 22. Характер этих кривых в основном такой же, как и для решетки пластин.

При больших значениях т коэффициент А становится очень малым, и в правой части уравнения (30) можно пренебречь

приводит к соотношению

tg &2 = В — tg р.

Таким образом, в случае решетки, составленной из телесных профилей, при достаточно большой густоте т направление по­ тока за решеткой практически не зависит от входного угла и совпадает с направлением бесциркуляционного обтекания ре­ шетки (Ф2 = ) •

При малых и средних значениях густоты направление по­ тока за решеткой зависит от условий входа и уже не совпадает с направлением бесциркуляционного обтекания, образуя с ним

С40°/. C--<0°/c f--IO°lo C~tO°/o

некоторый угол е = б2 — 3, который может быть назван аэроди­ намическим углом отставания. В некоторых случаях более удоб­

ным оказывается понятие геометрического угла отставания,

равного углу а2 между направлением скорости на выходе из ре­

шетки и касательной к средней линии профиля в его задней кромке. Легко видеть, что для средней линии — дуги окружно­ сти — справедливо соотношение

а2 — г + % + 2 arctg 2/= ф, — (рг — 2 arctg2/),

52

е = 0, для f < 15% угол а2 может достигать 5—10° (рис. 23).

Рис. 24. Распределение давления пи контуру профиля

Отмеченные выше изменения аэродинамических свойств ре­ шетки при изменении ее густоты и угла геометрического выноса в конечном счете обусловлены изменением характера распреде­ ления давления по контуру профилей, составляющих решетку.

Это положение иллюстрируется представленными на рис. 24 и 25 эпюрами давления для серии решеток с фиксированной тол­ щиной и вогнутостью при различных значениях т и 4- На этих

ее аэродинамические свойства позволяют провести классифика­ цию решеток, подразделив их на густые, редкие и средней гу­ стоты [9].

53

ных аэродинамических характеристик решеток с любыми напе­ ред заданными геометрическими параметрами, что имеет зна­ чение при проведении поверочного расчета лопаточного венца осевого вентилятора. С другой стороны, использование этих за­ висимостей позволяет сравнительно просто решать задачу

определения решетки профилей, удовлетворяющей заданному

Рис. 26. Влияние толщины и вогнутости профиля на отклоняющий эффект густой решетки

простые формулы для определения параметров решеток.

В самом деле, для густых решеток

tg&2 = tgP = B(T, pr, c,f)

и при фиксированных тис каждой паре значений рг и f соот­ ветствует вполне определенное значение 0’2. Как следует из формулы, очевидной для решетки профилей, средняя линия ко­

торых представляет собой дугу окружности,

ft, — sei = рг + 2 arctg 2/,

55

Глава II

ТЕОРИЯ ОСЕВОГО ВЕНТИЛЯТОРА

§ 1. РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ВЕНТИЛЯТОРА

Работу осевого вентилятора целесообразно разобрать, пре­ небрегая вначале потерями, связанными с трением.

Рис. 28. Распределение скоростей, углов и давлений перед рабочим колесом и за ним

Рассмотрим процесс в рабочем колесе осевого вентилятора, полагая для простоты, что НА, как это часто бывает, отсут­ ствует, скорость закручирания с]а при входе в колесо равна нулю и поток входит в колесо в осевом направлении со скоро­ стью с1а (рис. 28).

57

Воспользовавшись уравнением Бернулли (3) при А// = 0 и

уравнением Эйлера (5"), для элемента рабочего колеса, распо­ ложенного на радиусе г, можно записать:

Пусть вентилятор засасывает неподвижный воздух из атмо­

Как изменяются параметры потока перед колесом и за ним по радиусу — по длине лопатки?

Выше мы видели, что поток выходит из колеса закрученным;

следовательно, на него действует центробежная сила. Если она не будет уравновешена, поток будет отбрасываться в направ­ лении от втулки к периферии. Найдем условия равновесия по­ тока, при которых частицы движутся, оставаясь все время на данном радиусе, т. е. по соосным цилиндрическим поверхно­ стям.

Выделим в потоке за рабочим колесом элементарную массу воздуха dm, ограниченную двумя соосными цилиндрическими поверхностями с радиусами г и r-\-dr, двумя плоскостями, нормальными к оси вентилятора, отстоящими друг от друга на

58