Рис. 11.2 Аэродинамическая схема осевого вентилятора:
1 – коллектор; 2 – передний обтекатель; 3 – корпус; 4 – рабочее колесо (Р.К.); 5 – входной направляющий аппарат (В.Н.А.);
6 – спрямляющий аппарат (С.А.); 7 – втулки: Р.К., В.Н.А., С.А.; 8 – лопатки Р.К.; 9 – диффузор; ΘВНА, ΘРК, ΘСА – углы установки
лопаток В.Н.А., Р.К. и С.А.
Решётка профилей осевого нагнетателя.
В осевых машинах (насосах, компрессорах, вентиляторах) передача энергии с вала потоку газа происходит с помощью рабочего колеса, состоящего из консольных лопастей, закреплённых на втулке (см. рис. 11.1).
Так как лопасти закреплены под углом к плоскости вращения, то лопасть тянет на себя поток, закручивая и перемещая его вдоль оси.
Развернём цилиндрическую поверхность на плоскость и получим плоскую решётку профилей осевой машины.
Основные величины, характеризующие решётку: t - шаг лопасти;
b - длина хорды сечения лопасти;
B - ширина решётки, размер параллелен оси вращения; β1л, β2л - лопастные углы на входе и выходе;
βy - угол установки полости, угол между хордой лопасти и осью решётки.
Густота решётки есть отношение длины хорды к
шагу: b
r t
Величина, обратная густоте, есть относительный
шаг:
1r bt
Построим параллелограмм скоростей на входе и выходе из решетки профилей осевого нагнетателя:
U1, w1, C1 – переносная, относительная и абсолютная скорости на входе в решетку;
U2, w2, C2 – те же скорости на выходе из решетки;
β1 и β2 – углы входа и выхода или углы между осью решётки и относительными скоростями на входе и выходе;
i – угол атаки или угол между касательной к средней линии лопасти и относительной скорости на входе;
σ– угол отставания или угол между касательной
ксредней линии лопасти и относительной скоростью на выходе;
w∞ – средняя векторная относительная скорость.
Характерной особенностью осевого нагнетателя является, закручивание потока решёткой осевой машины (C2U>C1U) и наличие
отставания потока на выходе (σ ≠ 0).
Основные уравнения теории осевых нагнетателей
1. Уравнение неразрывности. Имеет вид:
1 F1 C1 2 F2 C2 (1)
Рассмотрим лопасть длиной r . В пределах этой малой длины скорости не изменяются, F1 = F2 (площади входного и выходного сечений одинаковы)
В уравнении (1) скорости C1 и C2 нормальны к плоскостям сечений F1 и F2. Полагая F1 и F2 нормальными к оси машины, C1 и C2 следует считать осевыми составляющими абсолютной скорости. Из рис.11.1 следует что:
C1a w1a ; |
C2a w2a |
Следовательно, уравнение неразрывности после сокращения и преобразования можно записать:
1 C1a 2 C2a |
|
|
w2a |
1 w1a 2 |
|
Для несжимаемой жидкости ρ1 = ρ2 и, |
|
следовательно: |
|
C1a C2a Ca ; |
w1a w2a wa |