Аэродинамика осевых вентиляторов - Брусиловский И.В.
Скачать (прямая ссылка):
Перейдем к рассмотрению теоретической структуры потока*за входным направляющим н спрямляющим аппаратами, имея в виду полную схему одноступенчатого вентилятора BHA -|- К -|- СЛ.
Во BHA поток входит и осево.м направлений со скоростью C011 її статическим давлением р,„ постоянными по радиусу. За аппаратом, при входе в рабочее, колесо, скорость потока C1 имеет тангенциальную составляющую г]и, а статическое давление /Ji < рп. Из CA поток выходит со скоростью с3, которая в общем случае также может иметь тангенциальную составляющую с3„. Статическое давление за спрямляющим аппаратом ря > р.,.
В аппаратах энергия к потоку не подводится, так как они неподвижны. Во BMA происходит увеличение: динамического давления потока за счет уменьшения статического давлення, а в СА, наоборот, динамическое давление уменьшается, благодаря чему происходит увеличение статического давлении вентилятора. Решетка лопаток ВНЛ является конфузорноіі, а лопаток CA —днффузорпои.
71
Параметры потока за BMA1 перед рабочим колосом, определяются формулами
C1=-^-, dg в - '"' - -^-
« CHI Л. а
sill б, ' 01 г1и 2/с,я '
/'і =¦ Ал--2-'-75~-
I Іоступая гак же, как в случае рабочего колеса, найдем, что величина перепада статических давлении во ВИЛ на данном радиусе
о его средняя величина
(Л, пилЬд = -V- —. (3-26)
В от.чнчне от нарамеїров потока во ВИЛ, которые не зависят «и- направления вращения колеса, параметры потока в СЛ существенно зависят or знака с1м. Так, при данных значеннях і|>.,. л C2., и с1а > 0 возрастает скорость с.,„ н тем самым в СЛ должно быть получено большее торможение потока C3ZCa=(C317Zc2n)(SInO2ZSiIIfJ1), гак как ?- — arcelg cSllZcia.
За лопатками CA в общем случае сяи Ф 0. Введем параметр остаточной крутки потока за СЛ 1351
«а ~ c3l./?(u. (3.27)
с помощью которого все выражения для СЛ записываются в общем инде, едином для всех схем осевых вентиляторов. Скорость C3111 учитывая (3.27), определяется выражением
г,.-п4(1-г-Я|)*т/2Л (3.27')
Углы 6« и 6д вычисляются в общем случае по следующим формулам: ctg S2 ^ CzJc1U = (]-{- rt,> ф-,/2г.,с^,;
ctg б3 - CanZc3n пг(\ -Ь /I1) ^,/2fsc,0.
а изменение статического давлення P3 (F) — по формуле, аналогичной (3.15').
Определим перепад статических давлении в спрямляющем аппарате. На данном радиусе (рЛГ)Сл = Р» — Ps — Зги —сі, + сІа — — с% — (Ар(,г)Сл, а для венца CA его осреднение» величина
(Zjsca)<ui =—-§--T^vf' • '
76
Из записанных ранее в общем виде выражений для параметров потока в рабочем колесе и аппаратах через коэффициенты теоретического давления фт н осевой скорости с„, параметры закрутки потока H1 за BlIA н остаточной крутки «2 за СА, а также через величину относительного диаметра втулки v, являющихся расчетными параметрами для вентилятора, легко прослеживается влияние их значений на свойства лопаточных венцов, легко осуществляется переход от одной аэродинамической схемы вентилятора к другой, а также их сравнение.
Если у вентилятора площади течения на DXOiR' в первый лоплточииЛ пенек и на ни ходе из последнего пенна рлпиы, как это и целинном н быпает. то рапнм н этих сучениях и среднерасходиые асеиые скорости: Ccn -- C311. Fc.ni. кроме того, имход потока ни исіпнлпторії осевой. скорости закручннапии (г;ш ~ 0). то статическое Діііі.'іспііс .ч;і ним р%(г)— const. При отсутствии скорости аахручішнпі!» перед вентилятором ра (г) = const. Из уравнении энергии, записанном для cl-чсііиіі иходл в вентилятор и имходл из него:
, (>сш . P^j0 + (,сз« Pu -I- —jj— = Рз H---
(где v л/?и — сумм:і потерь лнплекня в лопаточных mim.-ix пен шля юра) счедувг, что при ішно/ііц'шіі: іфшісдеімікх р.чнее услопиіі полное д;пі.іенііе чі'іітиля к>р;і
Pc = Prv — 2 л/»* — Ps- Po.
т. е. оно р.тгшо разности септических л:П1.'1С1мп"| п сечениях схода и ныход», Kiiropuc можно замерить на стенке корпуса исішг.титор.-і.
Теперь остановимся на распределении параметров потока в вентиля горах встречного вращения и с меридиональным ускорением потока.
Рассмотрим иеіггнлятор встречного вращения, состоящий из двух последовательно установленных рабочих колес, имеющих противоположное направление вращения. Течение в рабочих колесах следует рассматривать независимо в том смысле, что окружная скорость каждого из них H1 и мц будет считаться положительной, а знак скорости закручивания потока будет определяться как обычно.
Запишем уравнение энергии для каждого из колес па радиусе г, аналогичное (3.6):
, f,cl , i'4it , ("1l1 Pu + —а" — Рц г ~Т~ + —П--Р"|Сгщ;
(3.29;
''s, ',cWi_„ р4,„ р4..„
Ріц т--J— j--2~ ~ ' -41 --2--«--2--І г"іі ~ tlan)-
Будем считать, что проточная часть цилиндрическая, а течение происходит в слое постоянной толщины: (Ir1^1 = (Ir1 == dr. Поток за каждым из колес раднально уравновешен и подчиняется уравнению (3.4). Перед колесом I (Ki) статическое давление
P11(z) = COIiSt1 clH, = 0, a cj0| (г) т-const.
76
а колесом II (Ku) в общем случае скорость закручиванияс.2г,и ф 0.
Очевидно, что р,п = р,,, r,«,, = с,,,,, си,и = — с..,,,. Энергия, пере-uniuiiL струнке токе па радиусе г обойки колесами,
