Аэродинамика осевых вентиляторов - Брусиловский И.В.
Скачать (прямая ссылка):
Вращающийся срыв и помпаж — явления разные, но могут происходить раздельно и одновременно. Помпаж прежде всего связан * взаимодействием вентилятора с сетью. Этим взаимодействиям также посвящено много работ. Прежде всего следует отметить работы
145
В. В. Казакевича [211, А. А. Дзилзпгури и его школы [15, 261, работу [311 и др.
Возникновение номпажа прежде всего связано с немонотонностью кривой давления вентилятора, точнее, с наличием участков, г м-имеют место положительные градиенты давления dpJdQ. На таких участках незначительные, случайно возникающие изменения режими работы вентилятора, которые всегда имеют место, усиливаются. ГТомпаж, как н вращающийся срыв, сопровождается резко выраженными нестационарными процессами, причем при анализе такого явления как помиаж, совершенно необходимо рассматривать характеристики вентилятора и сети совместно, имея в виду следующее: I) нрн помпаже нз-за влияния емкости сети не соблюдается уравнение расхода: расход воздуха через сеть может быть не равным производительности вентилятора; 2) полное давление вентнляторл по тон же причине может быть не равным полному сопротивлению сети; 3) сами характеристики вентилятора и сети при неустановившемся течении будут иметь иной вид.
Попытаемся объяснить возникновение номпажа схематично, как это сделано, например, в работе 1281- Допустим, что характеристики вентилятора и сети имеют при этом такой же. вид, как и при стационарном течении (рис. 3.50), а треплем в сети (в трубопроводе /.) пренебрежем, рассматривая ее. как сосредоточенное сопротивление (ннпрнмер, дроссель).
Пусть при работе вентилятора в точке А, в крайней точке на правой, рабочей части характеристики, очень незначительно уменьшилась производительность вентилятора. При этом его давление резко уменьшится, а давление в сети в силу инерционности еще
остается большим. Из-аа противодавления в сети производитель, ность вентилятора еще уменьшится и рабочая точка на характеристике вентилятора перейдет не в точку ?, а окажется в точке /, где давление /;,. станет равным давлению в сети (точка 1'). Однако давление в сети будет продолжать уменьшаться, так как расход воздуха в ней (точка /') больше, чем производительность вентилятора (точка /). Давление в сети будет уменьшаться, становясь меньше давлении вентилятора, что приведет к увеличению его проивводп-тслыюстн до тех пор, пока она не станет равной расходу через сеть (точка 2'). Однако при этом давление вентилятора остается большим сопротивления сети и поэтому расход воздуха через вентилятор будет увеличиваться пока давленії»-
Q. Qc
Рис. 3.50. К вопросу возникновения тгомпажных колебаний
» її рЛо не сравняются (точка 3). Но в точке 3 производительность цмптглятора значительно больше, чем расход через сеть, соответ-ітнующнй точке 3. Поэтому далее происходит увеличение сопротивления сети до значення в точке 4 при одновременном умень-цеипп производительности вентилятора из-за того, что его давлене при атом меньше, до знатная в точке 5 и т. д. Устаняв.чн-ілется, как показывает опыт, низкочастотный автоколебательный іроцесс, при котором рабочая точка периодически оказывается на равой или левой ветви характеристики вентилятора. При этом йычпо слышны характерные «хлопки», I Если бы вентилятор работал в некоторой точке В на правой Вістці і своей характеристики (см. рис. 3.50), то любое уменьшение Lro производительности, но такое, при котором dpJdQ < 0, приводило бы к увеличению давлення вентилятора, что приводило бы ш увеличению его производительности в данной сети и возвращению ¦ точку В.
Л В действительности явления колебания производительности и Ьонлсння и системе вентиля TOj)—сеть значительно сложнее. Проведем далее некоторые рассуждения, следуя работе 1261. Введем параметр kPv = (—dpJdQ)Q.-_Q , где Qv — производительность веіггн-Аитора в некоторой точке равновесия в данный момент времени. Параметр k],„ по своему физическому смыслу представляет собой акустическое !сопротивление. Если параметр kl>v положителен, он вносит в систему демпфирование.
I Аналогичный параметр для сегн р„Р = будет иметь вид: Жис — (dPaMQfo^ S= 2 (pJQ)q. -о,,. Система вентилятор—сеть, как
Ііекоторое сопротивление, будет находиться в устойчивом равно-іссип по отношению к малым возмущениям, если для нее соблю-(ается условие
** + *і*,с>0. <3.50)
гг. е., если
/IQ
'•Pv
"Q
>и.
(3.51)
Піелнчіша dpfyldQ всегда положительна. На правой, нисходящей Ьетви характеристики вентилятора, dpJdQ всегда отрицательна, Buk что условие (3.50) устойчивой работы системы вентилятор -Ьеть при этом выполняется автоматически. Если в некоторой точке Jfapv + ^;><ic 0, система неустойчива. В 126] высказывается мысль, pro это служит причиной разрыва характеристики, г Однако в приведенных ранее рассуждениях не учитывались какие параметры, как і и іер ці юн нос гь н сжимаемость воздуха ь си-Істеме вентилятор—сеть. Мерой инерционности воздуха в трубопроводе длиной I и сечением F является величина L — (dlF, где р — "клотность воздуха, а его мерой сжимаемости —акустическая гибкость С — [¦'Uoa2, где а — скорость звука.
