книги из ГПНТБ / Соколов Ю.Н. Основы единой теории лопастных машин (насосов, вентиляторов, воздуходувок) [учеб. пособие для студентов втузов]

Измерения проводились по точкам сечений, смещае­ мым как по шагу, так и по ширине колеса и на трех режимах работы вентилятора, в том числе на опти­ мальном. Результаты измерений тангенциальной и нор­ мальной составляющих относительных скоростей осреднялись в пределах сечения по количеству дви­ жения. Это позволило установить зависимость коэффи­

ки набегающего на решетку потока а.

Кроме того, результаты измерений и их анализа обеспечили установление в каждом случае действи­ тельной величины угла отставания потока ДР2 — Ргл—Рз и его зависимости от тех же фактов х и р 2 л . Зависимо­ сти KF (~Ч {*2лі а ) и Др.,(т, р,л , а.) автор исследований пред­ ставил в виде эмпирических формул

позволяет определить осредненную величину модуля век­ тора относительной скорости на выходе ш2 и его направ­ ление при различных режимах работы, а, следовательно, и углах атаки на входе а. С помощью уравнения Эйлера в формах (II—17) и (II—18) это создает возможность оценить расчетную величину передаваемой колесом те­ оретической энергии ет или соответствующего ей полного повышения давления Apr- Сопоставление таких расчетов

с результатами испытании ряда соответствующих типов центробежных колес по материалам автора исследований обеспечивает хорошую сходимость и, следовательно, дает возможность рационального расчета центробежных ко­ лес различной геометрической формы на различных режимах их работы.

колесам требует все же дальнейшего развития соответ­ ствующих экспериментальных работ и надлежащих обоб­ щений их результатов. Неизвестно, в частности, насколь­ ко применим экспериментальный материал И. Л. Локши­ на к расчету центробежных насосов или к расчету цент­ робежных вентиляторов с профилированными лопатками.

Описанные здесь и другие современные методы рас­ чета центробежных колес, естественно, подлежат даль­ нейшему их уточнению и развитию, требуют более широ­ кой их экспериментальной .проверки. Работы в этом направлении продолжаются как в СССР., так и за рубежом.

§ 1ІІ—5. Основы аэродинамики решеток профилей

Теория и методы, расчета лопастных машин осевого типа базируются непосредственно на анализе силового взаимодействия между потоком жидкости или газа и об­ текаемыми им лопастями рабочего колеса. Как известно из аэродинамики, такое взаимодействие неограниченного потока с одиночным телом крыловидной формы опреде­ ляется теоремой Н. Е. Жуковского о подъемной силе крыла, согласно которой эта подъемная сила (сила Жу­ ковского) (рис. III—6), приходящаяся на единицу раз­ маха крыла бесконечно большого удлинения, определяет­ ся уравнением

где QUoo—скорость относительного движения невозму­ щенного (в бесконечном удалении), плоско параллельно­ го потока, а Г — циркуляция скорости присоединенного

Рис. I I 1 - 6

вихря. Направление подъемной силы по теореме Жуков­ ского определяется поворотом на прямой угол вектора •Woo в направлении, обратном циркуляции Г.

Однозначное решение вопроса о величине циркуляции скорости Г, а по ней и силы G, возможно лишь в соеди­ нении теоремы Жуковского с постулатом Жуковского —

Современный уровень развития аэродинамики обес­ печивает возможность теоретических решений, определя­ ющих силовое взаимодействие крыла с обтекающим его потенциальным потоком, не только для так называемых теоретических профилей, но и для крыловидных тел практической формы.

Наряду с этим, в практике инженерных расчетов на­ ходят широкое применение экспериментальные методы оценки силового взаимодействия крыловидных тел с об­ текающим их протоком. Эти методы базируются иа непо­ средственных измерениях сил, действующих на тело, помещенное в аэродинамическую трубу, или давлений в отдельных точках его поверхности. При этом опирают­

щему потоку (к вектору іе'оо), так и силу лобового со­

подъемной силы и коэффициентом лобового сопротив­

Ь— хорда профиля, т. е. отрезок прямой, соединяющий точки пересечения средней линии профиля с его очерком;

б — толщина профиля — его наибольший размер по

Рис. III—7

Две последних величины удобно задавать в относи­

Используемые на практике профили сечений крыло­ видных тел хорошо изучены. Для каждого из таких профилей установлены их аэродинамические характе­ ристики — зависимости коэффициентов Су и Сх от угла атаки а, под которым обтекается профиль, т. е. угла между хордой профиля и направлением невозмущен­ ного потока (вектора а>а, на рис. III—6). Пример аэроди­ намической характеристики для плоско-выпуклого про­ филя относительной толщины 8=0,12 приведен на рис.

наоборот, ш2 > w\, а давление в потоке по направлению относительного движения уменьшается. Находят приме­

нение и а к т и в н ьг е. р е ш е т к и, для которых w 2 — W i , а давление может изменяться лишь за счет гидравли­

ческих сопротивлений в потоке.

Рабочий процесс, протекающий в осевых машинах, рассматривается с позиций обтекания плоских и прямо­ линейных решеток профилей (§11—4), образуемых бес­ конечным рядом профилей, смещенных друг относитель­ но друга на шаг t вдоль прямолинейного фронта. Основ­ ными параметрами таких решеток следует считать:

ш а г р е ш е т к и t, как расстояние вдоль фронта между любыми сходственными точками двух соседних профилей (например, их носиками или хвостовыми кромками);

фронт прямой от вогнутых сторон профилей к выпук­ лым. В связи с этим прямолинейная решетка профилей будет диффузорной (рис. III—-9 а), когда углы (Зі и р2 между направлением фронта и векторами относитель­

спечивает соответствующие изменения скорости в дозву­ ковом потоке."

Для рабочих колес осевых машин, передающих энер­ гию потоку, где необходимо создавать повышение дав­ ления, применяют, как правило, лопаточные венцы, со­

применение лопаточные венцы, образующие конфузорные решетки профилей.

Рассмотрим применение теоремы Жуковского к ре­ шетке профилей на примере установившегося обтекания вязкой несжимаемой жидкостью плоской прямолиней­ ной решетки диффузорного типа (рис. III—10). Как

(5)дшрф

и на дозвуковое обтекание решетки профилей газовым потоком, если его плотность определять средней ариф­