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

ставленных им графически. К сожалению, такие зависи­ мости охватили лишь ограниченный диапазон густоты

в обработке автора этой книги представлен соответст­ вующими кривыми. Неоднократное использование этого материала для расчета осевых колес вентиляторов [30] п насосов приводило к удовлетворительным по сходимо­ сти с опытной проверкой результатам.

Наряду с описанными выше приемами перехода от аэродинамических характеристик одиночных профилей к аэродинамическим характеристикам составленных из них решеток, находят применение и методы непосредст­ венного получения последних. Так, для расчета и про­ филирования лопастей осевых вентиляторов в ЦАГИ [7] разработан метод, базирующийся на использовании результатов теоретического исследования плоского по­ тенциального обтекания решеток, составленных из так называемых аналитических профилей — профилей, гео­ метрическая форма которых получается конформным отображением с помощью какой-либо достаточно про­ стой отображающей функции.

Автором соответствующих исследований А. С. Гипевскнм произведен ряд расчетов, позволивших устано­

»~Р/Г

I.S

1,6

/.*

—

•• _

- в=ао°

7

Рис. II Г—14

Как утверждает А. С. Гнневский, эти закономерности, справедливые, строго говоря, лишь для потенциального обтекания аналитических профилей, практически при­ годны и в действительных условиях обтекания практи­ ческих профилей, применяемых для лопаток осевых вен­ тиляторов, с наибольшей стрелой изгиба средней линии

Рис. Ill—15

Рис. Ill—

ЪM m ( l + ^ c t g p m )

мой для этого оценкой обратного качества решетки профилей \ip = Схр : Cvp ввиду малости этой величины нередко пренебрегают.

Результаты обработки многочисленных опытов по продувке плоских решеток профилей с различными их параметрами т и в показали, что аэродинамические ха­

раметров), если их выражать в виде зависимостей меж­ ду отношениями значений отдельных величин на любом из режимов продувки решеток к их значениям на так называемом номинальном режиме [45].

Н о м и п а л ь н ы м р е ж и м о м продувки плоской решетки профилей считается такой, при котором откло­ нение потока составляет 80 процентов от максимального

§ III—7. Решетка профилей в неравномерном по шагу

потоке

Обтекание решеток профилей плоским потоком рас­ сматривается, как правило, в предположении, что поле скоростей перед решеткой равномерно. Между тем по­ ток жидкости или газа перед входом на лопаточный венец осевой машины нередко проходит предшествую­ щий ему лопаточный венец — лопаточный направляющий аппарат перед рабочим колесом или лопаточный венец рабочего колеса перед спрямляющим аппаратом. В та­ ких случаях, если осевое расстояние между двумя по­ следовательно проходимыми потоком лопаточными вен­ цами невелико, решетка профилей, соответствующая рассматриваемому сечению второго лопастного венца, обтекается неравномерным по ее шагу потоком. Естест­ венно, что условия обтекания каждого из профилей и решетки в целом будут в таком случае существенно от­ личаться от обычно исследуемых случаев при равномер­ ном поле скоростей.

Вопрос о неравномерности поля скоростей по шагу решетки профилей слабо освещен в современной литера­ туре. Некоторые сведения по этому вопросу можно най­ ти в работах по паровым и газовым турбинам, но в этих машинах " применяются, как уже отмечалось, решетки профилей конфузориого типа. Структура потока, проте­ кающего через диффузорные решетки профилей насосов и газовых машин, передающих энергию потоку, сущест­ венно отлична от таковой при конфузорном течении и, как правило, является более сложной.

В применении к осевым насосам исследование ша­ говой неравномерности проводилось в лаборатории гид­ ромашин ЛПИ. На основе этих исследований В. Г. Старицкий считает, что ошибка в измерении основных па­ раметров потока может достигать значительной величи­ ны, доходящей до 8% —по оценке расхода, измеряемого с помощью зондов на расстоянии от решетки в 14% длины хорды профиля. Шаговая неравномерность пара­ метров по его мнению уменьшается с увеличением расхода, не зависит от режима работы насоса по оборотам и растет с увеличением кривизны и относительной тол­ щины профиля и густоты решетки [341.

Исследование неравнол-іерности поля скоростей за диффузорной peujeTKoii профилей о воздушном потоке проводилось и автором этой книги в лаборатории возду­ ходувных машин Томского политехнического института, в применении к конкретным условиям работы пары встречно вращающихся осевых колес экспериментальной модели ВДВЭ [32].

На специальном стенде здесь продувались воздуш­ ным потоком лопаточные венцы осевых колес, сечение которых на среднем диаметре соответствовало диффузорным решеткам профилей определенных параметров. Первый лопаточный венец закреплялся на стенде не­ подвижно. С помощью специального направляющего ап­ парата он продувался практически равномерным пото­ ком, закрученным так, чтобы обтекание решетки про­ филей исследуемого лопаточного венца соответствовало условиям его работы на машине в относительном дви­ жении. Миниатюрный цилиндрический зонд (трехканальная пневматическая трубка) позволял измерять направление и величину местной скорости за неподвиж­

мые углом р между соответствующим вектором и фрон­ том решетки, в многочисленных опытах автора измеря­ лись в десяти положениях по каждому шагу t кольцевой

номерность поля скоростей для некоторого осредненного шага, в котором сглаживались случайные отклонения (обусловленные отступлениями в исполнении отдельных лопаток от их номинальной формы).

Модуль векторов w в соответствующих точках оце­ нивался по углу р* и расходной осевой скорости са, ко­ торая во всех опытах поддерживалась одинаковой. На рис. III—18 показаны результаты таких измерений по одному из опытов автора.

Чтобы проследить за взаимодействием получаемого за первым венцом неравномерного по шагу потока со вторым лопаточным венцом, на соответствующих осевых расстояниях а в шариковых подшипниках подвешивалось второе колесо, облопачениое с тем же шагом. Вся систе-