Аэродинамика осевых вентиляторов - Брусиловский И.В.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 2.3. Решетки профилей лопаток входного направляющего аппарата (а), спрямляющего аппарата (б) и промежуточного направляющего аппарата (в)
ний треугольники скоростей перед решеткой профилей колеса и за иен (см. рис. 2.1,6). Видно, что
Wlu = Wa Ctg P1, W2U = Wa Ctg P2 (W111 + W2u)/2 = Wu ctg ?«,.
Отсюда следует связь между углами ?lf ?a и ?«>:
Как будет видно из дальнейшего, данным значениям давления, производительности, скорости вращения в диаметра вентилятора при известном КПД могут быть поставлены в соответствие вполне определен н ые тр су гол ы і и к и с кор остей.
Профиль и его положение в решетке будем считать определенными, если известны форма и угол изгиба его средней линии Cp1 + <ра> угол установки 8Г, форма симметричного профиля и его относительная толщина. Угол Cp1 между хордой профиля и касательной к средней липни в носике, аналогичный угол <ра в хвостике профиля и угол установки 0Г связаны с углами потока P1, ?a, аг и Ot2. Из рис. 2.1 видно, что
2 ctg ?TO =
ctg P1 + ctg P2.
(2.1)
% = Рг + «й — 4h\ Єг = ?l + aI + Фі-
(2.2) (2.3)
36
Ma і-1Hvuікло линию профиля у вентиляторов в большинстве л учло» принимают дугу окружности. Складывая и вычитая левые и іір.іиі.іс ч.'к'тп уравнений (2.2) и (2.3), для этого случая (ф2 — Фі = ф) іічіучпм:
20, = ? + ?+«? + ^; (2.4)
2ф = Pa — ?i + а-2 — «i- (2-5)
І.!ким образом, если известны треугольники скоростей при инг.де и решетку и при выходе из нес, то для определения угла изгиба прпфиля н его положения в решетке необходимо знать угол атаки при входе OLj и угол отставания потока Ct2.
Характерной особенностью решетки по сравнению с изолиро-MMiIiп,гм профилем (бесконечного размаха) является то, что решетка шклоинет обтекающий ее поток, тогда как при обтекании изолиро-и.'ишиго профиля поток не изменяет своего направления.
Па рис. 2.1 изображена поступательно движущаяся со скоростью // плоская решетка рабочего колеса (К) вентилятора, что corn іитствует окружной скорости и элемента кольцевой решетки, і !кпристи C^1 и Zv2 — относительные скорости потока, которые мог г'н.1 видеть наблюдатель, перемещающийся вместе с решеткой г переносной скоростью и.
Неподвижный наблюдатель видит поток с абсолютными скоро-• тими C1 при входе и C2 при выходе. Скорости потока могут быть і и|пактированы па направления осей и и а. Проекции относительных и лік-оліотиьтх скоростей связаны очевидными соотношениями:
Щи = W1 — clu; wzu = W2 — с2{1; wla = cla, w2a = C20; (2.6) Wcou == (% -г "•2)/2 — (сХп -f с2п)12\ W00n = (с1а + с2а)/2.
I Ia рис. 2.3, а изображена решетка, соответствующая входному исправляющему аппарату (BHA) вентилятора, а па рис. 2.3, б — і-іяітнетствующая спрямляющему аппарату (СА). Так как BHA и ('.Л неподвижны и вектор переносной скорости для них равен нулю, в них имеют место только абсолютные скорости. Преобразование скоростей в решетке можно рассматривать только в неподвижной її і-ііоснтельно нес системе, т. е. в относительном движении для колега и в абсолютном — для аппаратов.
У BHA скорость за решеткой больше, а угол выхода потока меньше, чем перед ней. .Такая решетка называется конфузорной. It решетках К и СА, наоборот, скорость за решеткой меньше, а угол tiLiXода потока больше, чем перед ней. Такие решетки называются дпффузорными.
Міть решетки, в которых скорость изменяется только по направлению, нх называют активными. Иногда такими решетками являются промежуточные НА (см. рис. 2.3, в) в многоступенчатых вентилятори,ч. W активных решетках аппаратов угол притекания средней i'Kiipiк'.ти всегда равен 90°.
<',Л'дует отметить, что названия «диффузорные», «конфузорные» и «активные» репп-ткн соответствуют их работе на расчетных режимах и режимах, не очень от них
37
Рис. 2.4. Диффузориый
и конфузорный (---)
работы диффузориой профилей
отличающихся. В общем случае п зависимости от режима работы вентиляторов решетка каждого типа может работать как диффузорная, конфузорная или активная, т. е. треугольники скоростей могут значительно изменяться. На рис. 2.4 приведен пример работы диффузор ной решетки рабочего колеса па диффузорном и копфузорном режимах.
Для вентилятора конфузорный режим работы решетки профилей рабочего колеса при неизменном угле установки лопаток и постоянной скорости вращения соответствует производительности, значительно увеличенной по сравнению с расчетной.
Из рис. 2.4 видно, что при изменении режима работы решетки треугольники скоростей входа и выхода изменяются так, что для отношений соответствующих относительных скоростей могут быть записаны такие выражения: W1Iw1 = с\а sin ?r
kla sin ?j; ™'2/w2= c'2a sin ?a/f20sin ??.
При увеличении осевой скорости са (увеличении производительности) увеличивается также и угол P1, что приводит к меньшему увеличению скорости IuJ1 по сравнению с увеличением скорости Сд. Угол выхода потока из решетки ?2 изменяется в значительно меньшей степени, чем угол Pi из-за направляющего действия решетки. Для решеток с густотой т > 1,2, как показывает теория и опыт, угол ?2 мало зависит от режима работы решетки. Это обстоятельство приводит к более значительному изменению измеленном скорости It1J и к изменению соотношения
