Аэродинамика осевых вентиляторов - Брусиловский И.В.
Скачать (прямая ссылка):
В случаях, когда вентилятор устанавливается за коленом, особое шлчение имеет выбор параметров этого колена, снижение его сопротивления н равномерность поля скоростей за поворотом, на входе и вентилятор 1201.
.'1.3.2. Крученые и некрученые лопатки
Нередко стремятся выполнить лопатки осевого вентилятора некрученымн для упрощения технологии их изготовления.
Изменение угла установки профилей лопаток колеса и аппаратов но нх длине, но радиусу, т. е. закручениоегь лопаток, обусловлена и основном изменением но радиусу угли пригеканли ?TO средней скорости потока. Угол установки профиля отличается от угла прптс-канпя только па величину угла атаки а., которая мала п сравнительно мало изменяется по радиусу.
Нрн обычном законе постоянства циркуляции и occrhx скоростей по радиусу закономерность изменения угла ?«, (см. рис. 3.1) нрнтеканни средней скорости шда в рабочем колесе зависит от соот-
119
ношення расчетных параметров: гр„, ipT. v н /?,. В частности, при «і < 0 изменение p=u н, следовательно, угла установки %, меньше, чем нрн iii = 0, т. с. при осевом входе потока в колесо. При прочих равных условиях уменьшение V приводит к увеличению изменения угла установки профилен по радиусу, крутки лопатки.
Во входном п спрямляющем аппаратах изменение уїла иритека-ния в направлении нх длины обычно происходит в меньшей мере, чем а колесе.
Е. Я. Юдин еще в начале 50-х годов па примере вентиляторов серим «у» (упрощенных, иекручепых) и аналогичных вентиляторов, но с кручеными лопатками (при v = 0,5) показал, что разница в КПД весьма значительна —достигает 10 % и более. Значительная разница в КПД при крученых н иекручепых лопатках сохраняется п при значеннях-V = 0,6 ... 0,7. Так, одноступенчатые вентиляторы схемы К -{- CA гппа «В» нрн v = 0,7 с некрученымн лопатками имеют КГЇД, меньший на 7...8 Й, чем вентиляторы с кручеными лопатками при тех же значениях ф, i|\ v. Замена крученых лопаток аппаратов некручеными приводит к уменьшению КПД и среднем примерно на 2 %, если параметры нх профилей такие, как на среднем радиусе крученых лопаток. Меньшее снижение КПД при иекручепых лопатках аппаратов имеет место тогда, когда потерн в них (как это в большинстве случаев л бывает) существенно меньше, чем в рабочем колесе.
Выполнение лопаток рабочего колеса некрученымн приводит к нарушению структуры течения, к появлению отрывов даже на режиме максимального КПД из-за несоответствия геометрии лопаток параметрам потока. У двухступенчатых вентиляторов с кручеными н некрученымн лопатками разница н КПД возрастает.
Следует заметить, что некручепые лопатки обладают пониженной внбропрочностыо но сравнению с кручеными.
3.3.3. Радиальные зазоры между лопатками колеса и границами проточной части. Форма концов лопаток
Вначале остановимся на влиянии радиального зазора между лопатками вращающегося рабочего колеси и неподвижным корпусом. Весьма сложное течение в периферийной части рабочего колеса обусловлено, н основном, тремя факторами: разностью давлений между верхней и нижней поверхностями лопатки, под действием которой ноток стремится перетечь в область пониженного давления; движением лопатки относительно корпуса, из-за которого возникает «скребковый» эффект, и перемещением пограничного слоя но лопатке в направлении периферии под действием центробежных сил. Непрекращающиеся попытки разобраться в этом сложном явлении обусловлены тем, что с ним связаны значительные потерн давлении Jj рабочем колесе, и именно гам, где потоку передается наибольшая гидравлическая мощность. Резкое уменьшение расхода (осевой скорости cia) и полного давления Р<,2 на периферии при увеличении зазора (рис. 3.30, а) связано с увеличением потерь давления. Наблю-
120
Ьсмое здесь же увеличение циркуляции r.xitl связано, в основном, работой этой части лопатки при повышенных углах атаки, вызван-1•IX уменьшением осевых скоростей. Изменение величины зазора мечет за собой перестроение потока но неси длине лопагкн.
Потерн давления в рабочем колесе при зазорах s = J ... 5 % ю измерениям в относительном движении, выполненным А. В. Ko-ччгннковым, показаны на рис. 3.30, 6. С увеличением зазора наблю-лется особенный рост потерь со стороны нижней поверхности ло-jri'KH. При расходах, меньших расчетного (в данном случае ipup = 0,55), нарастание потерь с увеличением зазора происходит более інтенсивно, имеет место даже полный отрыв потока, охватывающий іссь шаг решетки (см. также рис. 3.17, г = 0,96).
О влиянии радиального зазора на характеристику (см. [23 ]) ніжно судить но рис. 3.31, а. Максимальний КПД колеса в среднем меныцастся на 3 % на каждый процент увеличения зазора. Уменьшите давления 1|?„ произошло еще больше, так как с увеличенном 'ізора несколько уменьшилось и теоретическое давление грт. Влияние *зора существенно зависит о г режима работы вентилятора: в обла-'ги характеристики, где статическое давление близко к нулю (ч>„ = • i|;,j), оно резки ослабляется, а в области максимального давления но наибольшее.
Влияние зазора при данной его величине существенно зависит параметра у,; = (/J2—Pi)J {рсУЯ). Величина у„ может быть нредслена для вентилятора с помощью выражения (3.22'):
