Аэродинамика осевых вентиляторов - Брусиловский И.В.
Скачать (прямая ссылка):
В заключение необходимо сделать следующее замечание.
При разработке вентилятора на заданные давление и производи тельиость обеспечить наименьший уровень шума и наиболее благи приятный его спектр в основном можно созданием (принятием! аэродинамически возможно более высоконагруженной схемы вентилятора, обеспечивающей получение заданных параметров по воздуху при наименьшей окружной скорости, наименьших относительных скоростях обтекания лопаточных венцов п прежде всего рабочего колеса при практически безотрывном течении. Одновременно должны быть правильно выбраны соотношения чисел лопаток вращающегося колеса п аппаратов (опорных стоек). Комплекс различных других мероприятий позволяет добиться дальнейшего снижения уровни шума.
ГЛАВА Б
Влияние числа Рейнольдса на аэродинамическую характеристику вентиляторов
г..1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И УСЛОВИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ЧИСЛА Rc
лиянпю числа Re на характеристику лопаточной машины посвящено ольшое число работ. Однако наиболее достоверными следует считать е, в которых это влияние прежде всего исследовано на данной еизмепной лопаточной машине, а число Re изменялось или за счет змсненпя кинематической вязкости среды, или за счет изменения астоты вращения.
Кроме того, необходимо, чтобы нрн этом фиксировались и не изменялись форма входного устройства —коллектора, кока, канала перед первым лопаточным венцом; должны быть известны аэродинамическая схема вентилятора и геометрические параметры всех его лопаточных венцов (в том числе форма симметричной части профилей), очность изготовления лопаток, форма сочетания нх поверхностен ¦ поверхностями корпуса п втулки (например, наличие галтелей), олжпы быть зафиксированы: величина радиальных зазоров между лопатками, корпусом и втулкой, осевые зазоры между лопатками чешюв; состояние поверхностей во всей проточной части вентилятора і особенно лопаток —¦ их относительная шероховатость, ее структура і т. н. (например, геометрия стоек, онор в проточной части).
Необходимо также приводить методику определения аэродинамических характерне гик вентилятора н фиксировать аэродинамические параметры на входе в первый лопаточный венец: неравномерность потока, радиальную н окружную, интенсивность турбулентности и ее структуру, а также другие параметры (например, структуру потока за BHA нрн различных числах Re).
Известные выражения для определения влияния числа Re. на КПД лопаточной машины, как правило, исходят из формулы Кармана для коэффициента трения пластинки с турбулентным пограничным слоем: с; = 0,074Re-0-5.
Для определения изменения максимального КПД на расчетном режиме и* компрессорных машин наибольшее распространение получили формулы, приведенные в работе [17 I:
В (5.1) константа Л определяется но числу Ren н КПД tja нрн так
1—1,*= 1,558 Re-0-2- Л;
(5.1) (5.2)
7*
J 79
T а б л и ц а 5.1
Параметры utin и.іяторов, исследованных при разных числах Re
Л» но пор. Схеиэ V, V, < 2 с*
К СЛ к сл К сл
1 к+сл 0,663 0,737 55,4 76,4 40.6 49.3 1,32 1,44
2 В1ІЛЧК-І-СЛ 0,688 0,688 .38 80,6 25.3 3-1.6 1,28
.3 ШІЛ+К-І-МЛ о.с 0,63 00,7 60.6 28,7 27,8 1,22 l,2f
4 к 0,35 0.35 15 — 21.5 — 0.І35 —
г> к+са 0,6 0.6 31 75 15.5 48,6 0,82 I.2C
6 внл+к-1-сл 0.55 0,7 45,1 66,5 40 38.8 1.66 1.37
7 bha+k-i-ca 0,7 0,7 37 7(5 26.5 36 1,24 1.22
8 * внл+к о.с 0.0 27 114 20 59 1.32 1,85
Ф V ііонтії.'іятора XV Я а графе «СЛ> дшім ііарлмстрм СИЛ
называемом автомодельном режиме работы, когда величина і\ч практически перестает увеличиваться при Re > Rcn.
В (4Jl предложена формула
1 — її* = ? Re", (5.3)
причем константа к определяется по некоторым значениям Re и т|*, в пределах изменения которых показатель степени п не изменяется. Как отмечается в [41 1, величина п = —0,2 нрн Re > Re„p и я — —0,5 при Re < Re,,,,, a Re1(„ — (0,45 ... 0,5)- НУ". Таким образом, за критическое число RcKp в 141 I принимается такое, нрн котором происходи г изменение зависимости потерь давления, соответствующей турбулентному пограничному слою (я == —0,2), на зависимость, соответствующую ламинарному слою (м = —0,5). Рассматривая результаты, полученные в [41 I, представленные на рис. 5.1, видим что для одноступенчатого компрессора, испытанного в этой работе, в диапазоне Rc (0,3 ... 0,7)-105 наблюдались обе зависимости.
Исследованная п [411 ступень диаметром D — 254 мм имела р„ 0,5 и представляла собой нервую ступень ВНЛ -f- К -г MA шестнетуиепчатого компрессора. Основные параметры ступени на среднем радиусе даны в табл. 5.1, ноз. 3: профиль — С-4, средняя линия — парабола с xf 0,4.
Структура ('пормул (5.2) и (5.3), очевидно, одна и та же:
(тЗ)-(4)--
При л = —0,2 и —0,5, используя график, приведенный ни рнс. 5.1, можно получить, что в формуле (5.3) значення к —2,5 н 37,4. Формуле (5.1) можно придать следующий вид, если выразить константу /1 через значения TjJ и Re,,:
_ 1.558 г/ Re« Y-2 ,1 м
Формула (5.5) для геометрически подобных вентиляторов с диаметрами D1 и D5 и соответствующими частотами вращения U1 и я3
180
г, 3 4>а "і PlC d. XM ь, мм ? о Oi V «
