Аэродинамика осевых вентиляторов - Брусиловский И.В.
Скачать (прямая ссылка):
(.хема BHA -f- К -f- CA (см. рис. 1.19, г) соединяет в себе особенности схем К -f- CA и BHA -f- К. Обычно во BHA поток закручивается не более, чем на половину его скорости закручивания в рабо-, чі'М^колесеГТЛбнаточй^й венец В НА"" может *г5ыть использован для регулирования вентилятора при постоянной скорости его вращения. Достигается это поворотом лопаток BHA или их части, созданием переменной скорости закручивания потока перед рабочим колесом, і»yflgjtfj^peJLb называть регулирование поворотом лопаток лопаточ-п Li м peгyлиpJ^вaдиeм.
Последовательным соединением двух ступеней в одном корпусе образуют двухступенчатые вентиляторы и аналогично — вентиляторы с большим числом ступеней. На рис. 1.19, д приведена схема двухступенчатого вентилятора К -Ь CA + К + CA, у которого обычно одинаковы лопаточные венцы колес и одинаковы лопаточные венцы аппаратов. Схема BHA + К + НА + К -f CA, приведенная на рис. 1.19, <?, имеет одинаковые лопаточные венцы колес, но разные венцы всех аппаратов. В НА поток, поступивший из первого колеса, поворачивается так, что во второе колесо попадает с такой же скоростью закручивания, с какой он вошел в первое колесо. При равных окружных скоростях в вентиляторе схемы е могут быть получены большие давления, чем в вентиляторе схемы д. Лопаточное регулирование аппаратами вентилятора схемы е будет более эффективным, чем вентилятора схемы д, так как у последнего это может
29
быть осуществлено только одним аппаратом, который установлен перед вторым колесом.
На рис. 1.19, OfC приведена схема двухступенчатого вентилятора со встречным вращением рабочих колес без аппаратов. Поток, войдя в первое колесо в осевом направлении, попадает во второе колесо закрученным против направления его вращения, выходя из вентилятора в осевом направлении. Второе колесо создает тот же момент, связанный с закручиванием потока, что и первое. Так как условия работы jiepBoro и второшколес разные, то их лопаточные" венды_ы? ^З^^ісооїшіствуют лелому~и правому^веїітилято'рїї'м, т^^лжпы иметь и разную геометрию^ Вентилятор^типа ^дюжёТ|развить такое ^ж^дагданде^ліаііjxayxciyngj^^ щнако"тип_ж будет
существенно меньших осевых размеров и, следовательно, массы благодаря отсутствию аппаратов^ Конструктивно тип ою выполняется или с отдельными приводными двигателями для каждого колеса или с двигателями, у которых вращаются и ротор н статор. Двухступенчатый вентилятор встречного вращения типа oic, но с аппаратом между колесами, который в исходном расчетном положении не изменяет направления потока, рассмотрен IO. Н. Соколовым и И. Ю. Соколовой. Аппарат осуществляет лопаточное регулирование при неизменной скорости вращения колес. Соединение одноступенчатых схем в и б дает схему двухступенчатого вентилятора, приведенную на рис. 1.19,з. Оригинальный трехступенчатый вентилятор встречного вращения (см. рис. 1.19, и) предложен в [11 ]. У этого вентилятора колеса Ki и Kn имеют одно направление вращения, а колесо Kn — противоположное. Момент, развиваемый колесом Ku, равен сумме моментов колес Ki и Кш", в таком вентиляторе приводом служит специальный двигатель с вращающимися ротором и статором.
Все рассмотренные ранее схемы осевых вентиляторов имели проточную часть, образованную коаксиальными цилиндрическими поверхностями корпуса и втулок. При этом среднерасходная составляющая скорости потока во всех лопаточных веицах имеет одну и ту же величину.
На рис. 1.19, к приведена схема одноступенчатого осевого вентилятора с конической втулкой рабочего колеса. В лопаточном венце с такой втулкой происходит ускорение расходной составляющей скорости, что позволяет при данной окружной скорости получать существенно большие давления, чем в обычном одноступенчатом вентиляторе. Такліе венцы называют венцами с меридиональным ускорением (МУ) Тютока^_С MУ может выполняться также спрямлІР ющий и входной направляющий аппараты (последний, например, и за счет большего диаметра своей части корпуса). Схемы вентиляторов с МУ могут быть тех же типов, что и одноступенчатые с цилиндрической проточной частью. Конструкция вентилятора с МУ обычно несколько более сложная, осевые размеры и его масса больше.
Конструкция рабочего колеса вентилятора может быть выполнена так, что его окружная скорость, как и окружная скорость осевого компрессора, может быть очень большой.
30
і »i'i'iwifr вентилятор, как всякая воздуходувная машина соединяется с осью, м.і іімімрук) он работает, с помощью специальных элементов, потери давления в котрих Л/'„ примято выражать в долях динамического давления вентилятора р&, •іирг.і коэффициент потерь ?: Ap0-Ip^0. Для преодоления сопротивления сети in inviii.'iyCTcH давление
Pl = P0-Zpdu. (1-20)
Так как pdv = рс2/2 = Ф2р«2/2, то pv = р'е + &р1ри2/2. (1.21)
Ih (ІУІ) видно, что увеличение окружной скорости вентилятора при заданномp'v и ,IUIiIiIi)M k приводит к увеличению необходимого полного давления вентилятора pv її і іиітнстствующему увеличению потребляемой мощности N — QpJ^b если произой-ttui увеличение осевой скорости Са = фа«-щ Получим из (1.20) связь между полезным КПД вентиляторной установки л/ = I1I1QlN и КПД самого вентилятора rj = pvQlN. Пол.чгая, что присоединительные элементы и сеть не влияют на взаимодействие ||||||,11очнмх венцов вентилятора с потоком, умножим левую и правую части (I -21) im <)IN и представим (I -21) через КПД в следующем виде:
