Многоступенчатые осевые насосы и
вентиляторы
Давление, создаваемое одним колесом осевой машины имеет свой предел.
В современных осевых машинах применяются большие окружные скорости на концах лопаток – до 400 м/с, но даже и эти меры не обеспечивают получения необходимого давления. В этом случае целесообразно применять многоступенчатые машины.
Осевая многоступенчатая машина (вентилятор, компрессор) имеет несколько колес, посаженных на общий вал. Между рабочими колесами устанавливается направляющий аппарат, назначение которого закручивать поток, выходящий из одного рабочего колеса и придавать ему направление, необходимое для эффективной передачи энергии в следующей ступени.
Количество ступеней давления в обычных осевых машинах достигает 20.
Расчет осевых насосов и вентиляторов
Определение основных размеров осевых насосов и вентиляторов производится на основе
уравнения Эйлера и уравнения неразрывности. Для расчета должны быть заданы:
Н – напор [м];
Q– подача, [м3/с];
атакже:
температура; плотность среды.
Относительный диаметр втулки:
DDвт
где Dвт – диаметр втулки;
D – диаметр рабочего колеса машины.
В начале расчета принимаем относительный диаметр втулки в пределах от 0,4 до 0,8.
Диаметр рабочего колеса машины может быть определен из уравнения неразрывности:
Сa |
Q |
|
|
R U |
|
|
|
|
|||
0,785 D2 |
1 |
2 |
|||
|
|
RD n
60
где Rφ – коэффициент принимаемый Rφ = 0,6 ÷1; n – частота вращения вала, об/мин.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D 2,9 |
1 |
|
Q |
|
||||
1 2 |
R n |
|
||||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
||
Определяем диаметр втулки рабочего колеса:
Dвт D
Найдем длину лопасти рабочего колеса осевой машины:
lл D 2Dвт
Параметры газа в ступени находят на среднем квадратичном диаметре ступени, который равен:
Dср |
D2 |
Dвт2 |
|
2 |
|
|
|
При отсутствии на входе закручивающих аппаратов (направляющих аппаратов):
arctg Ca
Uср
где С1а = С2а = Са.
UCР U1 U2
2
Угол выхода потока из межлопастных каналов:
|
г arctg |
|
Ca |
|
|
Uср C2U |
|||
|
|
|||
где |
C2U |
g H |
||
|
|
|||
|
|
г Uср |
||
где H – напор одной ступени осевой машины; ηг – гидравлический КПД осевой машины.
Лопастные углы на входе и выходе решетки:
β1Л = β1 + i β2Л = β1Л + ∆βЛ
где i – угол атаки.
∆βЛ – принимается по результатам экспериментальных продувок решеток рабочих лопастей.