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

ющиеся при этом силы взаимодействия потока с про­ филями показаны схематично на рис. III—27, а на рис. III —28 приведены совмещенные треугольники ско­ ростей для того же случая.

торе с соответствующими параметрами и типами рабо­ чих колес.

Рассмотрим вопрос о передаче энергии в кольцевом элементе пары встречно вращающихся осевых колес, счи­ тая, что скорости вращения их одинаковы (и' — и" = и), и предполагая, что рабочий процесс определяется тре­ угольниками скоростей по рис. III—28, что обеспечивает осевой вход на первое колесо при осевом выходе со второго.

Согласно уравнению Эйлера, полная теоретическая энергия, передаваемая потоку на кольцевом элементе первого и второго из таких колес, будет соответственно

е'т = ubc'u;

ет = иАси.

Так как изменения окружных проекций абсолютных скоростей в рассматриваемых случаях по абсолютному значению одинаковы (рис. III—28), то

Одинаковыми поэтому будут и полные теоретические энергии

ёх = ет =- ^ = ис„. (III-38)

Скорость абсолютного движения на первом колесе увеличивается (от сг = са до Со), а на втором — умень­ шается (от с2 = а до с2 = са) на ту же по абсолютному значению величину. Увеличение кинетической энергии в кольцевом элементе потока на первом колесе

на первом колесе должно быть меньше, чем на втором

в порядке первого приближения можно принять одина­ ковым [іі'р ж \х!'р ), следует считать, что профильный

Это несколько уменьшает разницу между действитель­

встречно вращающихся осевых колес в рассматриваемом

пары встречно вращающихся колес определяется соз­ даваемым ими действительным повышением статичес­ кого давления, гидравлический к.п.д. кольцевого эле­ мента такой пары следует определить отношением

-ер "Ь ер

Эта, приводимая в работе автора [31], зависимость свидетельствует о том, что гидравлический к.п.д, коль­ цевого элемента пары встречно вращающихся в рас-

сматриваемых условиях колес, как и для других систем передачи энергии осевыми колесами, зависит от выб­ ранного отношения скорости закрутки к окружной

вом качестве решеток профилей первого и второго встречно вращающихся колес, колёса и спрямляющего

ко меньше гидравлического к.п.д. ступени т)Г с т , но, как показывают приведенные автором сопоставительные рас­

§ I I I — П . Особенности аэродинамики потока

в межлопаточном канале осевого колеса

Выше мы базировались на представлении о плоском движении потока по любому из кольцевых элементов ометаемых лопастями сечений. Это было связано с уп­ рощающим допущением об изолированном движении жидкости (или газа) по каждому из таких кольцевых элементов, исключающим реальную возможность попе-' речных перемещений в пространственном потоке.

Как показывают соответствующие исследования, та­ кие поперечные перемещения в действительности суще­ ствуют. Кроме того, теория изолированного движения по кольцевым элементам не учитывает концевых явлений у корня и наружного обреза лопаток осевого колеса, также заметно сказывающихся на суммарном эффекте обтекания лопаточного венца по сравнению с обтекани­ ем его кольцевых элементов плоским потоком.

Из аэродинамики известно, что при обтекании с цир­

потоком, образуя П-образный вихрь, уходящий своими концами в бесконечность. С этим связано так называе­

и возле наружных кромок лопаточного венца.

Помимо концевых явлений, связанных с индуктив­ ным сопротивлением, аэродинамика потока, протекаю­ щего по к р и в о л и и е й н ы м межлопаточным каналам, осложняется возникновением здесь парных, а иногда и тройных вихрей. Причина их возникновения объясняет­ ся тем, что у вогнутой стенки криволинейного канала по­ стоянного сечения легко образуется вихревая зона с по­ ниженным в ней давлением. Стремление частиц жидко­ сти к перетеканию в эту область проявляется особенно заметно в непосредственной близости к торцевым стен­ кам криволинейного канала, в пределах образующегося здесь пограничного слоя, с пониженными скоростями осевого — поступательного движения. Линии тока у тор­ цевых стенок приобретают поэтому криволинейную

через зазоры вносит дезорганизацию в потоке, и создает добавочные потери энергии и изменение аэродинамиче­ ских сил, действующих на концевых элементах лопаток.

Все описанные здесь кратко явления приводят к за­ метным отступлениям от той кинематической схемы изо­ лированного и плоского движения по отдельным кольце­ вым элементам потока, на которой базируются обычные приемы расчета рабочего колеса лопастной машины. Скорости в отдельных точках пространства, занятого потоком, будут за счет этого отличными от тех, которые предполагались при расчете. Всю совокупность явлений, вызывающих отступления от расчетных скоростей, в те>

собой весьма сложную задачу, полностью на сегодня не­ разрешенную, несмотря на наличие целого ряда специ­

коэффициентов, учитывающих влияние двух основных факторов, определяющих вторичные потери в осевом колесе: конечной длины его лопастей / и наличия ради­ ального зазора s у их кромок.

При оценке числовых значений вторичных потерь и соответствующих им поправочных коэффициентов глав­ ное внимание приходится уделять возникновению сопро­ тивлений давления, т. е. сопротивлений, обусловленных неравномерностью поля давлений по поверхностям об­ текаемых тел — лопаток венца. Как показывает опыт,

.сопротивления трения в пограничном слое у втулки и у стенки корпуса мало ощутимы.

Некоторые простейшие сведения об оценке вторичл пых потерь приводятся в следующем параграфе,

мость осреднения можно избежать. В этом случае дей­ ствительная величина гидравлического к. п. д. машины в целом будет

щающие расчеты осевой машины, не получая значи­

по их типу к проектируемой. В порядке первого приб­

Влияние радиального зазора s в обычно допускае­ мых его пределах (1 —2 96 от /) ориентировочно оце­ нивают коэффициентом

где b — опытный коэффициент, на расчетных режимах работы воздуходувных машин, выбираемый в пределах от 2 до 4.