Аэродинамика осевых вентиляторов - Брусиловский И.В.
Скачать (прямая ссылка):
Afe = pc!/2, (1-6)
где
Ca = QIF (1 —vs), F = hD*/4. (1.7)
11
Здесь уместно подчеркнуть, что границей собственно вентилятора (см. рис. 1.1, а) при входе является сечение непосредственно перед коллектором /, а если перед вентилятором находится труба и входного коллектора нет, то — сечение трубы (корпуса 3 вентилятора) перед входным обтекателем—коком 2.
Плавный входной коллектор_л_кок нредназначеныдля получения равріш^ріюго в радиальном и окружном направлениях поля скоростей и даилений_^а входё^в^вёгггнлятор —важнейшего^услоізїї^ его но]>ма^Н2НсЖ^рабсТты. ~~~
Границей вентилятора при выходе является кольцевое сечение, образованное его корпусом 3 и втулкой 6 при пересечении их плоскостью, нормальной оси вентилятора.
Необходимо определить потери, связанные с переходом от сети к входному сечению вентилятора и от выходного сечения вентилятора к сети.
В соответствии с изложенным ранее сопротивление линии всасывания pDG = р01, т. е. полному давлению в потоке перед вентилятором, которое представляет собой разрежение, под действием которого воздух поступает в сеть и проходит линию всасывания. За вентилятором избыточное полное давление ріґі расходуется на преодоление полного сопротивления pli:ir линии нагнетания.
Отметим еще раз, что полное давление вентилятора Pv расходуется на преодоление полного сопротивления сети р00. Если не учитывать влияния сети на вентилятор и обратного влияния, то не имеет значения, из чего слагается данная величина рос — только из сопротивления линии всасывания или нагнетания, или из того и другого.
Аэродинамические испытания осевых вентиляторов в ЦАГИ выполняются на стенде, схема которого приведена на рис. 1.2.
Рис. 1.2. Схема экспериментальной установки камеры с наддувом:
/ — испытуемый lieu тнлитор; 2 — камера; 3 — спрямляющая решетка; 4 — выравнивающие сетки; 5 —нептнлятор иаддуия; 6 — дроссель; 7 —измерительный коллектор; 8 — штуцер для замера производительности; 9 —диффузоры; 10 — штуцер для замера статического давления; // — балпмснрныЛ станок
12
Аэродинамическая харак- H1HBf теристика вентилятора пред™ 100 ставляет собой зависимость полного давления pvy мощности на валу рабочего ко- о леса N и КПД Ц от произво- Pv дителыюсти Q (рис. 1,3). Р&,р& Часто приводится также ха- PrvM рлктерпстика вентилятора по то «татичеекому давлению, т. е. Xарактсристика дополняется лависимостями psv (Q) и ця (Q). I Іоследними удобно пользоваться в тех случаях, когда не я сеть находится на стороне всасывания вентилятора (как нередко бывает), а выход потока в атмосферу происходит нз самого вентилятора. В этом случае всопро-тнилепие сети не включаются потери, связанные с выходом потока из сети, т. е. рассматривается только ее внутренне!4 сопротивление.
Полный и статический КПД вентилятора
1000
600
о
Рис. 1.3. Аэродинамическая етика вентилятора по полному (—
тическому (---) давлению.
иые режимы работы
характери--) и ста-
Характер-
I1
PvQ
N '
4s =
PsvQ
N '
(1.8)
Il апнпепмости от аэродинамической схемы и расчетных пара-меірои максимальные значения полного КПД одноступенчатых осе-ПІ.ІЧ неп і 'ил)! юром могут достигать 0,9 и даже более, а статического КПД <>,'/ її ію,че(\ Причем на режимах больших зиаченпйІТолного КПД величина статического IvJ ІД обычно невелика, существенно меньше 0,7, п, наоборот, па режимах больших значений I]3 величина i| существенно меньше U,9. Очевидно, например, когда вся сеті, находится на стороне всасывания вентилятора, его динамическое давление полностью теряется и экономичность вентилятора определяется только его статическим КПД.
Па рис. 1.3 показаны характерные режимы работы осевого вентилятора. Отметим из них следующие: режим Q1, где psv = pd0, т. е. в этой точке ри = 2psv = 2pdv\ режим Q3, где pSif — 0, т. е. е. этой точке 17S = 0, рГ1 = pdu, а полный КПД т) > 0. Отметим, что при Q = Q2 полный КПД т] может достигать даже своего максимального значения. Это может иметь место и при psv < 0. Режиму Q3 соответствует р0 = 0, г) = 0, tjs < 0, однако на этом режиме мощность N1 потребляемая вентилятором, конечна и вся расходуется на покрытие потерь полного давления в вентиляторе Ap0 = pro —Pv Величину p.iv называют теоретическим давлением в том смысле, что
13
вентилятор создавал бы его, если бы rj =1 на всех режимах работы. Для осевых вентиляторов величина рто = NIQ, т. е., с другой стороны, pTV представляет собой потребляемую мощность, приходящуюся на единицу секундной производительности. При Q = Q4 величина N =^_0, ртс = О — это точка перехода вентилятора на турбинный режим работыт ~---"
Обычно скорость выхода потока из вентилятора велика. Потери, связанные,. -с._лїеіісііОііьз-ОБагіием_егчі_,динамического давлеиия^~^, Ііркьодщчіт^^ может охазывагься на 20 ... 30'W
и "более меньшим^л^го_^ Поэтому за вентилятором iieo"6xor димо_ устанавливать диффузор, в котором скорость^тотока уменьшается, часть Д2ніамнческого давлешдя_ вентилyn'op?jTj)eo^a3^TCя Bnan^gjioe^crajr^^ "давление в~допол нительное разрежение nepeX^iHMTreo метр и чес к не параметры диффузора следует1зы^~р1шГ таТшВГобразом, чтобы сумма внутренних потерь в диффузоре и динамического давления потока на выходе из него была минимальной. При этом удается в 2 ... 3 раза уменьшить потери и приблизить статический КПД системы вентилятор плюс диффузор к полному КПД вентилятора. В итоге это ведет к сушествени.ий_Сцд_15 ... 25% и более.) экономии мощности, расходуемой на привод вентилятора?
