Аэродинамика осевых вентиляторов - Брусиловский И.В.
Скачать (прямая ссылка):
eq = QnMVQ [F1 (vj - 1) + F,n (V, - 1)1,
(6.24)
210
уменьшается площадь взаимного перекрытия рабочими зонами смежных типоразмеров одних и тех же участков ноля н увеличивается количество режимов поля, попадающих в рабочие области вентиляторов. Благодаря этому, как следует нз представленных в табл. 6.2 данных, можно добиться повышения удельной энергоемкости установок примерно па 40 % для ряда в целом и одновременно снизить нх удельную металлоемкость и стоимость более, чем на 25 %, не уменьшая величину средневзвешенного К.ГЩ ряда вентиляторов с меньшим числом типоразмеров.
Для расчета удельных показателен двухступенчатых вентиляторов, регулируемых поворотом лоппток колеса, можно использовать следующие формулы, которые связывают массу вентилятора Vn, стоимость ее одной тонны IV її массу всей вентиляторной установки V1 с диаметром рабочего колеса D:
V„ = 2,4lD'-'™expO,379D; Vy = 7.70- VV = 0,878D-0-»7. (6.25)
Основными исходными параметрами нрн разработке аэродинамической схемы являются производительность и давление вентилятора на режиме максимального КПД, определить которые позволяет метод, базирующийся на использовании статистических оценок.
Поскольку центром рассеивания стохастического распределения режимов является режим математического ожидания, то при данных значениях эмпирических дисперсии и двумерном нормальном распределении координаты приращений производительности и давления относительно такого центра в общем случае описываются уравнением эллипса рассеивания:
где b, — 'I1(Jl1P —коэффициент осей эллипса; ш —единичный множитель, м5 ¦ H-1 • с"1. Величина U1 < 1 для значений диаметра D <« < 3 м Ii1 та I при D = 3 м її Ii1 > 1 нрн D > 3 м.
Оптимальные величины ирнраіценнн AQop[ и A/jU|I, соответствуют точке эллипса, где гидравлическая мощность потока достигает своего максимального значения:
A'w = МеМ" "I" MQ A/>°Pt + М„ AQopt -I- (AQ A/J)oPt, и •M-c-1. (6.27)
Приведем выражение (6.27) к виду, удобному для дифференцировании. Для этого выразим величины AQ; и i\p} через коэффициент Ii1 и тангенс угла наклона касательной к кривой значений максимальной гидравлической мощности, зафиксированных на уровнях равной плотности распределения режимов (см. кривую N14n (Q, р'ІО) на рнс. G.7, а):
220
Таблица 6.2
Показатели
TiinopasMupb! о ? 'J >. ? >> z>. її — Я И і-* а =?' С >-* ? Я ь Si с 2 У = Eh 5 Ib 3 Я 5 >. а и и n . г< — гэ и l) Я ас . *• a _ о U Л _ I - и о о 6SS С « га T ISg к j її E 3 ? fr J* S « >> ї в і*1 _ о 2 3 3 5 в йЕ м A to to Э to (J Я =* Я Э to = а atj о J*o >, A E С.
ВОД M 15 476,5 706,1 0,675 4,2 15,2 228 S55 194.9 31,8 0,478 409 "
ВОД !G 72 5 865,5 7 955,4 0.737 9,9 ,24,5 1 76Vi 771 1 300 81,5 0,301 231,9
ВОД 21 79 11 897,6 16 122,3 0.738 11,7 33,9 2 678,1 715 1 914,8 150.6 0,225 160,9
ВОД 30 89 22 855,8 30 S64.9 0,748 32,3 79,9 7 111,1 648 4 608 256,8 0,311 201,6
ВОД 40 67 27 169,9 35 762,7 0,759 47,6 122,8 8 227,6 598 4 920.1 405,5 0,303 181,1
ВОД 50 24 16 804 22 290 0.754 88,! 191,3 4 591,2" 562 2 580,3 700,2 0,273 153,6
Суммарные п средние показатели ряда ВОД 346 85 069,3 113 401 0,75 — — 24 COO — 15 578.1 245,9 0,289 18.3,1
ВОД*11 15 476.5 706,1 0,675 4.2 15,2 228 855 194,9 31,8 0,478 409
ВОД* !6 78 6 615,2 9 02S.3 0,733 9,9 24.5 1 911 771 1 473,4 84,8 0,289 222,7
ВОД* 28 232 65 265,5 86 789,2 0.752 23,1 60,4 14 012,8 660 9 248,4 281,3 0,215 141,7
БОД*45 127 83 6-12 111 414,3 0,751 65,6 155,9 19 799,3 579 11 463,8 658,6 0,237 137,1
Суммарные и средние показатели ряда ВОД» 452 155 999,2 207 937,9 0,75 - —¦ 35 951,1 - 22 380,5 345,1 0,23 143,5
Из совместного решения (6.26) u (G.28) имеелн
AQi =--—=%==-, Ар}= f'"tgY . (G.2O)
С учетом (6.29) пьфажение для гидравлической мощности прн-ипмпет ннд
Nr - MQMP + Al, ^tg; + M, ж -f
m (/ I + Af lg8 Y m у I -I- ft? 1g2 у
(6.30)
В результате исследования выражения (6.30) на экстремум получены расчетные формулы для численного определения оптимальных значений производительности и давления, в окрестности которых должен находиться режим максимального КПД вентилятора:
¦2.4
?0,.1 = ^,,-4----LQ-•
Popt == Af Q -)--,——T-
т.
Структуру формул составляют основные статистические оценки, зависящие от диаметра и окружной скорости рабочего колеса:
MQ (D), IlQ (D); Af,, (и), 11р (и).
Существование оптимальных эксплуатационных параметров у осевых вентиляторов н нх зависимость от главных конструктивных параметров вентилятора позволяет утверждать, что разработка аэродинамической схемы должна осуществляться не для ряда в целом, а для каждого из его типоразмеров.
6.3.3. Построение ряда вентиляторов с дискретными характеристиками
Простейшие по конструкции вентиляторы, к которым относятся, главным образом, вентиляторы общего назначения, обычно не имеют специальных устройств для плавного регулирования. В этом случае покрытие поля режимов осуществляется дискретными аэродинамическими характеристиками вентиляторов определенных серий.
Вентиляторы общего назначения составляют наиболее ^многочисленный класс лопаточных машин. Потребность в них непрерывно возрастает. На нужды осуществляемой ими вентиляции жилых,
