Кинематика потока в рабочем колесе нагнетателя — КиберПедия 

Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...

Кинематика потока в рабочем колесе нагнетателя

2017-11-16 745
Кинематика потока в рабочем колесе нагнетателя 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

Конструкция рабочего колеса насоса или вентилятора представляет собой систему лопаток (аэродинамических профилей), заканчивающихся острой кромкой. Профили закреплены между двумя дисками, один из которых насажен на вал, соединенный с валом электродвигателя. При вращении рабочего колеса каждая лопатка вследствие циркуляционного обтекания, взаимодействуя с потоком, вызывает появление реакции, равной по величине подъемной силе.

Выделим сечение между двумя соседними лопатками и рассмотрим течение жидкости в нем (рис.2.6.).

Рис.2.6. Кинематика потока в рабочем колесе нагнетателя

 

Энергия передаваемая потоку рабочим колесом, определяется значением абсолютных с, относительных w и окружных u скоростей при входе и выходе из межлопастного пространства.

Абсолютная скорость - это скорость движения потока относительно неподвижного корпуса нагнетателя. Абсолютная скорость равна сумме относительной w и переносной (окружной) u скоростей

(2.18)

Относительная скорость - это скорость движения потока относительно вращающегося рабочего колеса. Вектор ее направлен по касательной к лопатке, т.е. вдоль линии тока.

Вектор окружной скорости, направленный по касательной к данной точке рабочего колеса радиусом r в сторону вращения рабочего колеса, вращающегося с угловой скоростью w0, равен:

(2.19)

Векторы окружной и абсолютной скоростей образуют угол d; вектор относительной скорости с обратным направлением окружной скорости - угол b.

Пусть на входе в рабочее колесо (1) имеются окружная скорость u 1, относительная скорость w 1 и абсолютная скорость с 1. Направление скорости w 1 определяется углом b 1, который называется углом входа. На выходе из рабочего колеса (2) имеем соответственно скорости u 2, w 2, c 2. Направление скорости w 2 определяется углом b 2.

Таким образом, на входе и выходе из рабочего колеса получаем треугольники скоростей, показанные на рис.2.7.

 

Рис.2.7. Треугольники скоростей

 

Как видно из рис.2.7., абсолютную скорость потока можно разложить на радиальную (расходную) составляющую, равную и окружную составляющую , называемую скоростью закручивания.

2.7 Уравнение Эйлера для работы лопастного колеса

 

Для определения суммарного момента реакции лопаток рабочего колеса при взаимодействии их с потоком жидкости необходимо воспользоваться теоремой об изменении момента количества движения. Согласно этой теореме при установившемся движении изменение момента количества движения потока жидкости, проходящей через рабочее колесо нагнетателя в единицу времени, равно моменту сил реакции лопаток.

Применяя данную теорему к движению жидкости через рабочее колеса нагнетателя, допустим, что это движение установившееся, струйное, без гидравлических потерь. Рассмотрим изменение момента количества движения массы жидкости за 1 с. При этом масса участвующей в движении жидкости составит

(2.20)

где: r - плотность жидкости, Q - подача нагнетателя

 

Рис.2.8. Кинематика потока в рабочем колесе нагнетателя

 

Момент количества движения относительно оси рабочего колеса во входном сечении при скорости движения в этом сечении С 1

Момент количества движения на выходе из рабочего колеса

где: r 1 и r 2 - расстояния от оси колеса до вектора входной и выходной скоростей

Сумма моментов сил

На массу жидкости, заполняющей межлопастные каналы рабочего колеса, действуют 4 группы внешних сил: сила тяжести, силы давления в сечениях (входа-выхода), динамические силы (центробежные силы) со стороны рабочего колеса и силы трения жидкости на обтекаемых поверхностях

Момент силы тяжести всегда равен 0, так как плечо этих сил равно нулю (они проходят через ось вращения колеса). Момент сил давления в расчетных сечениях по той же причине так же равен нулю. А поскольку силами трения пренебрегают, то момент сил трения = 0. Следовательно, момент всех внешних сил относительно оси вращения колеса сводится к моменту динамического воздействия рабочего колеса на протекающую через него жидкость, т.е.

(2.21)

Известно, что мощность, передаваемая жидкости рабочим колесом, т.е. произведение Мк на окружную скорость равна произведению расхода на теоретическое давление Р т, создаваемое нагнетателем.

(2.22)

Следовательно с учетом выражений 2.21 и 2.22 будет иметь вид

(2.23)

Известно, что окружные скорости u 1 и u 2 можно представить в виде:

(2.24)

Подставив выражение (2.23) в уравнение (2.24) и разделив его на Q получим

(2.25)

или с учетом того, что или , уравнение (2.25) примет вид.

 

(2.26)

Зависимость (2.26) называют основным уравнением лопастных нагнетателей или уравнением Эйлера.

Основное уравнение лопастного нагнетателя показывает, что теоретическое давление и напор, тем больше, чем больше окружная скорость на внешней окружности рабочего колеса.

 


Поделиться с друзьями:

Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...

Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...

Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...

Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.01 с.