Аэродинамика осевых вентиляторов - Брусиловский И.В.
Скачать (прямая ссылка):
Одинаковые профили в решетке (рис. 2.1) расположены друг от друга на равных промежутках и установлены под одинаковыми углами к фронтальной линии решетки. Линия, перпендикулярная к фронтальной линии, называется осью решетки. Расстояние между сходственными точками соседних профилей называется шагом решетки /; угол наклона профиля, под которым понимается наклон его хорды Ь к фронту решетки, — углом установки 0Г. Иногда удобно пользоваться геометрическим выносом решетки ?r — углом наклона профиля к оси решетки. Профиль характеризуется: средней линией, .равноотстоящей от верхней и нижней границ профиля; хордой о, которая представляет собой прямую, стягивающую среднюю линию; углом изгиба профиля Cp1 -|- ср2; стрелой прогиба /; максимальной толщиной с\ положением стрелы прогиба X1 и максимальной толщины хс. Линейные параметры профиля и решетки принято выражать в долях хорды: с — clb—относительная толщина профиля; f=f/b—относительная вогнутость профиля; хс —
уJb — положение максимальной толщины вдоль хорды; xf —
X1Ib —- положение максимальной стрелы прогиба вдоль хорды; / Ш) — относительный шаг решетки. Удобнее пользоваться не относительным шагом ?, а обратной величиной — густотой решетки A і - bit.
Для профилей, средняя линия которых представляет собой дугу U окружности, Cp1 = Cp2 — ср. Относительная вогнутость и угол изгиба для таких профилей связаны соотношением f = (1/2) tg (ср/2). Радиус р кривизны средней линии профиля—дуги окружности — •.'пинан с его хордой и углом изгиба соотношением р = Ы(2 sin <р).
Средняя линия профиля в общем случае может быть произвольной кривой. В частности, она может быть дугой параболы с. раз-
2 Вруамювский И. В. 33
а)
Рис. 2.1. Параметры решетки профилей и потока:
а — треугольники скоростей и силы, действующие на профиль в решетке; б— совмещенные треугольники скоростей ті решетке рабочего колеса и относительном движении
личным значением xf. Для вентиляторов характерны следующие значения параметров профиля и решетки: с = 0,03 ... 0,15; / ~ = 0 ... 0,15; хс = 0,25 ... 0,4; X1 = 0,4 ... 0,6; т = 0,08 ... 2,0; 0Г = = 10 ...80°.
Перечисленные выше параметры, характеризуя профиль, еще не определяют его форму полностью. Конфигурация профиля задается координатами, которые определяют так называемый симметричный профиль — обычно единый для всего многообразия лопаток осевых вентиляторов (рис.. 2.2 и табл. 2.1). Могут использоваться и другие симметричные профили.
Симметричный профиль «надевается» на среднюю линию, длина которой и есть Ь' в табл. 2.1. Ординаты у откладываются по радиусу кривизны р вверх и вниз от средней линии.
6'
Рис. 2.2. Обобщенный аналитический профиль С. А. Чаплыгина (симметричная часть)
34
I n C> J) и ц a 2.1
x O 0,625 1,25 2,5 5,0 7,5 10 , 20 30
C O 0,1 0,13 0,184 0,27 0,325 0,37 0,477 0,5
I !(!одолжение
X ' 40 50 60 70 80 90 95 97,5 100
0,482 0,434 0,368 0,29 0,206 0,12 0,0775 0,055 0
Поток, обтекающий решетку, характеризуется величиной и направлением скорости, давлением и плотностью в различных сечениях. Направление потока будем задавать как относительно фронтальной линии и оси решетки, так и относительно самого профиля. Обозначим сечения, параллельные фронтальной линии: далеко перед решеткой 1—Г, далеко за ней—2—2'.
Введем следующие обозначения (см. рис. 2.1): W1 — скорость потока при входе в решетку; рь O1 — угол входа потока в решетку — угол между направлением скорости W1 и фронтальной линией или ociiio решетки, соответственно ?i + O1 — 90°; Ct1 — угол атаки при входе в решетку — угол между направлением скорости и касательной к средней линии в носике профиля; W2 — скорость потока при выходе из решетки; ?2, О — угол выхода потока из решетки — угол между направлением скорости йу2 и фронтальной линией или осью решетки, соответственно ?a + г% = 90°; A? = ?2 — ?i — O1 — O2— отклонение потока в решетке; а2 — угол отставания потока от касательной к средней линии в хвостике профиля; W00 — средняя векторная скорость, равная полусумме векторов Oy1 и W2] ?«,, О'оо — углы притекания средней скорости (углы между скоростью и фронтальной линией или осью решетки соответственно), ?oo + Ооо — 90°; а — угол атаки профиля в решетке — угол между направлением средней скорости W00 и хордой; рг и р2 — статическое давление соответственно в сечениях^ 1—Г и 2—2'. В теории решеток обычно пользуются углами с осью решетки. (¦
Относительная скорость W1 вместе с переносной скоростью U1 н абсолютной скоростью C1 образуют треугольник скоростей на входе во вращающееся рабочее колесо. Аналогичные скорости образуют треугольник скоростей за рабочим колесом (см. рис. 2.1, а). Перед решетками профилей лопаточных венцов неподвижных аппаратов її :ш ними имеют место только абсолютные скорости (которые для них являются и относительными). Вместе со^своими проекциями на осевое и окружное направления^они также образуют так называемые треугольники скоростей (рис. 2.3). В этом смысле скорости W1 пи)-? вместе со своими проекциями образуют в относительном движе-
2*
35
