Аэродинамика осевых вентиляторов - Брусиловский И.В.
Скачать (прямая ссылка):
Специальным является вопрос о влиянии на аэродинамическую характеристику осевого вентилятора электродвигателя, на вал которого насажено рабочее колесо вентилятора. В этом случае нмеюі значение место расположения двигателя — перед или за рабочим колесом, соотношение габаритов двигателя и втулки вентилятора, конструктивная форма опорных элементов двигателя, тип аэродинамической схемы вентилятора и др.
Отрицательное влияние электродвнгателя^'на^характернстпку вентилятора н надежность его работы может быть значительным.
108
¦Некоторые сведения по #тим вопросам можно найти в работе 191 'Ii др. Наилучшим вариантом является, естественно, фланцевый двн-'глте.чь с торцовым расположением клеммноп коробки, установленный » корпусе вентилятора па хорошо обтекаемых опорах. В случае
(пситнлитора с аппаратом двигатель следует располагать во втулке последнего, чем практически вообще исключается его отрицательное влияние на работу вентилятора.
Я.3.1. Влияние коллектора, кока н формы подводящего переходника
Наилучшие условия входа потока в нентнлитир (рис. 3.23) обеспечиваются плавным коллектором, очерченным по лемнискате или но дуге окружности, и коком, представляющим собой полусферу или поверхность, близкую K ПЄІІ.
Коллектор корпуса и кок перед втулкой непосредственно отно-ится к вентилятору. Однако, как н специальные входные элементы, ,пін но компоновочным и технологическим соображениям могут ііііиолняться различной формы или отсутствовать, что определен-UM образом будет влиять im характеристику.
По данным, приведенным в [20\ при экспериментальном пссле-ofiaiiiiii мерных коллекторов (расходомеров), очерченных по дуге мфужиисти радиусом и по соответствующей лемнискате, ока-,і.гчось, что при rM!D = rv:t —0,3 равномерность профиля скоростей за такими коллекторами и пх коэффициенты потерь практически одинаковы. Диаметр коллектора на входе DHn =D (1 -|- 2гия), її поджатне потока в нем пая —(D11JD)"- = ?>кл. При /„.•, =0,3—0,5 юджатне пи-1 изменяется в пределах 2,56 ... 4.
Поджатнс на входе в вентилятор я,. = D%J(\ —vK). Если и для іентнлятора исходить из необходимого поджат»я, то величина
(3.44)
0,6 QfS D./6 1/.St 0.92 г !,О
l'ib. 3.23. ("xl'm.i входного коллектор» венін.чнгорп, ііо.мс скоростей і?с., (г) Il .¦•¦•¦».(іі|)ицііснг потерь полного днилення Cnx(г) за коллектором при kokc-iio.TVCIpCpe
109
Как показывает опыт, можно не выполнять U11.-, > 1,4. Hc следует делать DKn < 1,15. Длина коллектора ГКл = IxJD (см. рнс. 3.23) зависит от значении D,,., и rlin и может быть определена по формуле
/>::, = 0,5 Y(D1111 -1)(1 -Di;„-|-4/\:J(). (3.45)
Очевидно, что при D1;, = 1 -г 2гт величина їі;п — Г„л. В целях сокращения габаритов коллектора вентилятора без ущерба для равномерности поля скоростей за ним и его коэффициента потерь
величину D1,., приближенно можно оценивать по (3.44), принимая "«л — 2,6 ... 3,2 (большие значення соответствуют большим значениям v), значение г„д принимать 0,26 . .. 0,3, а длину Z11n определять по (3.45). На входе в коллектор целесообразно делать за кругле.ннс, плавно сопряженное с радиусом г\.а (см. рис. 3.23).
Влияние формы кока на характеристику может иметь место как в связи с изменением поля скоростей, формируемого им и коллектором перед лопаточным венцом, так и в результате возникновения отрывного течения при неблагоприятной форме кока или при его отсутствии. Причем это может нлпять по-разному в зависимости от типа аэродинамической схемы вентилятора (например, у схемы с ВИЛ и без него), от величины v. параметров решетки лопаток, а у одного и того же вентилятора —от режима работы и угла установки лопаток.
Наилучшей формой кока является полусфера с диаметром, равным диаметру UTy1IiKH первого лопаточного венца. Соответствующий полуэллписонд (с большой полуосью) ей равноценен.
Рассмотрим экспериментальные результаты влияния кока п коллектора на аэродинамическую характеристику вентилятора.
Ни ряс. 3.24 приведены характеристики двух вентиляторов, испытанных с коком и без пего. Коллектор у обоих вентиляторов -обычный и один п тот же. Оба вентилятора выполнены по схеме К, имеют одну и ту же величину V =0,35. Однако у вентиляторов а н б существенно разные параметры решетки профилей (см. табл. рнс. 3.24) н значення коэффициентов давлення н производитель ности.
Отсутствие кока приводит к уменьшению максимального КПД п КПД во всей области рабочих режимов, причем к более значительному— у вентилятора б. Наибольшее уменьшение максимального КПД у вентилятора а достигает примерно S %, а у вентилятора б — 16 %.
Отличие вентиляторов а и б видно из табл. к рис. 3.24; оно в ос новном заключается в меньших густоте решетки tv и угле установки лопаток O„v у втулки вентилятора б. Можно было бы предположить, что при данном (расчетном или близком к нему) значении угла установки лопаток на среднем радиусе и меньшей крутке лопатки, т. е. при меньшем угле установки лопаток у втулки, как в случае б, должно оказать большее влияние отсутствие кока. В этом случае проекция лопаток па плоскость вращения у втулки больше и срыв
