Аэродинамика осевых вентиляторов - Брусиловский И.В.
Скачать (прямая ссылка):
Первые систематические испытания плоских решеток и их обобщение были выполнены Хауэллом.
Результаты испытания плоской решетки обычно представляются в виде зависимостей отклонения потока A?, или коэффициента подъемной силы Су, а также коэффициента сопротивления Cx и аэродинамического качества профиля в решетке k= C1Jcx или обратного аэродинамического качества p. = cjcy от угла атаки Ct1. Иногда приводится зависимость для коэффициента потерь давления Ap0 в решетке
S = 2Д/70/роУі. (2.37)
Коэффициенты Cx и ? связаны очевидным соотношением
6.ї = JLI^S.. (2.38)
х т sin2 P1 v '
Результаты испытаний решеток при больших скоростях нередко включают в себя и данные при небольших числах M1 которые могут быть использованы при решении различных задач для рассматриваемых ВЄИТІІЛ ятор о в.
При больших скоростях течения коэффициент потерь давления в решетке принято определять но формуле — Ap0Zpn, где р01 — полное давление перед решеткой.
Связь между коэффициентами потерь ? и | при малых значениях X1 имеет вид
где коэффициент скорости Xy = W1Ia^ —критическая скорость звука—скорость звука в потоке, достигшем звуковой скорости; X—показатель адиабаты, равный для воздуха 1,4. Величины и числа M1 связаны соотношением
72
І+—ту— Mf
где M1 = W1Ia; а — местная скорость звука в потоке.
В характеристику плоской решетки включают также зависимость угла отставания а.2 от угла атаки Ct1.
56.
??
P
Ml
псом
<-
' 15-
10-
5-
U?/A?
ьг
?
0,04 °;6
o,oj ?
-IQ
O
W JS1
A3/a? № і
/>
V I - І I L
V
\/ ~~ T I I I
^;<^ \ 's / /у I 1
0,08
і
O1O* 0,01
Q'
-'но. 2.17. Экспериментальная ха-іактеристика плоской решетки прошлой
0{6 0,4- O1Z Q ?,2 (<xraf)/AB*
Рис. 2.18. Универсальная характеристика плоских диффузорных решеток профилей типа С-4 с параболической линией (---) и с дугой окружности
(-)
Пример экспериментальной аэродинамической характеристики їлоской решетки приведен на рис. 2.17.
Обобщение результатов испытаний плоских решеток, проведенное Хауэллом, позволило построить универсальную характеристику 'і.м<их решеток в виде зависимостей
' A? _f(-*i-at ) с -f(ai~a*) /9 39)
!•)tji характеристика приведена па рис. 2.18. Здесь A?* = 0,8A?max — так называемое номинальное отклонение потока в решетке, соответ-сгнующее не только определенному запасу до срыва, до Аршах, но и поминальному углу атаки а*, при котором потери минимальны пли близки к ним. Дли номинального отклонения A?* Хауэллом был предложен график (рис. 2.19), согласно которому величина A?* определяется только углом выхода ?| и густотой т. Для угла атаки рекомендовались пределы —5° <с aL < 4-5°.
Угол отставания потока определяется по эмпирической фор ,муле
а* = т(ф1 + сГ2)//т7 (2.40)
VHя диффузорных решеток и
о? = т ((pi -h «г»)/т (2.41)
¦ для конфузорных, а коэффициент т при 50° <: ?2 < 90° — по формуле
т = 0,92^-2 + 0,1 (90 - ?? )/50. (2.42)
57
Картер дополнил обобщение Хауэлла зависимостью a* Ir, (Vp1 |-Н-фз)]» а также графиком для коэффициента т в функции угла установки профиля 8Г и формы средней линии (рис. 2! 20).
Таким образом, для данной плоской решетки профилей могут быть найдены углы атаки af и отставания а?, а следовательно, н величина A?*, т. е. определен номинальный режим работы, зная который, можно построить характеристику решетки в широком диапазоне углов атаки ах. На рис. 2.18 приведена также известная универсальная характеристика плоских решеток. Главное отличие последней состоит в том, что для зависимости сх (Ci1 — af)/Др* ]
дано влияние густоты решетки т.
Как показал опыт использования обобщенных зависимостей Хауэлла, они не всегда обеспечивали получение оптимальных решений. Проводимые в течение многих лет отечественные исследования плоских решеток были систематизированы и обобщены. Результаты этих обобщений опубликованы в работах А. И. Бунимовича, А. А. Святогорова, А. П. Комарова [8, 24].
Выше отмечалось, что в основе метода профилирования лопаток осевых вентиляторов лежат теоретические характеристики плоских решеток. Однако выбор углов атаки и густоты решеток практически не может быть рационально выполнен без данных по ,экспериментальным исследованиям решеток профилей. В связи с этим далее представлены некоторые результаты обобщения таких исследований. В работе [8] для оптимального угла атаки данной плоской диф-
фузорной решетки рекомендуется формула
A?
-К о г
SO
40
JO
20
10 і
О
уу/
^o,s
^0,666
ог — фі — arcsin-y-.
(2.43)
0.7
O1I
1
2
20 40
БО
80 ?
¦х о
27
J(I
50
10
90
110 ПО
150
в;
Рис. 2.19. Зависимость угла поворота потока от угла выхода потока і на поминальном режиме обтекания диффузорной решетки профилей по Хауэл-лу (A?* = 0,8AfW, OC1 = = ±5°)
Рис. 2.20. График для определения коэффициента т в формулах для расчета угла отставания потока:
1 — средняя линия — дуга окружности? 2 — дуга параболы с Xj = 0.4
