Черный С.Г., Чирков Д.В. и др. Численное моделирование течений в турбомашинах
Подождите немного. Документ загружается.
Ðàçìåðû ñåòîê è ñïîñîá ìîäåëèðîâàíèÿ çàçîðà
Ðàñ÷åòû äëÿ òå÷åíèé ñ çàçîðîì è áåç çàçîðà ïðîâîäèëèñü íà
èäåíòè÷íûõ ñåòêàõ. Ðàçìåð ñåòêè äëÿ ìåæëîïàòî÷íîãî êàíàëà íà
-
ïðàâëÿþùåãî àïïàðàòà (ðèñ. 4.36) ñîñòàâëÿåò 38½44½32 ÿ÷ååê âäîëü
ïîòîêà â îêðóæíîì íàïðàâëåíèè è îò êîðïóñà ê âòóëêå ñîîòâåòñò
-
âåííî. Ðàçìåð ñåòêè äëÿ ìåæëîïàñòíîãî êàíàëà ðàáî÷åãî êîëåñà
âàðüèðóåò è ñîñòàâëÿåò 61½44½32 (ñåòêà Ñ1, ðèñ. 4.37), 82½52½40
(Ñ2) è 82½58½49 (Ñ3) ÿ÷ååê. Ïî øèðèíå çàçîðà ðàñïîëàãàåòñÿ îò
4 äî 6 ÿ÷ååê â çàâèñèìîñòè îò âûáðàííîé ñåòêè, ïî äëèíå — 20 äëÿ
ñåòêè Ñ1 è 30 äëÿ ñåòîê Ñ2, Ñ3. Ðàñ÷åò íåïîñðåäñòâåííî âíóòðè
çàçîðà íå ïðîâîäèëñÿ. Âëèÿíèå ïðîòåêàíèÿ èëè íåïðîòåêàíèÿ âîäû
÷åðåç çàçîð ó÷èòûâàåòñÿ ïîñðåäñòâîì ïîñòàíîâêè ñîîòâåòñòâóþ
-
ùèõ ãðàíè÷íûõ óñëîâèé íà òûëüíîé è ðàáî÷åé ñòîðîíàõ ëîïàñòè.
Ïðè ðàñ÷åòå òå÷åíèÿ áåç çàçîðà âñÿ ëîïàñòü ñ÷èòàåòñÿ òâåðäîé ñòåí-
êîé, à ïðè ðàñ÷åòå ñ çàçîðîì â ñîîòâåòñòâóþùèõ åìó ìåñòàõ òûëüíîé
è ðàáî÷åé ïîâåðõíîñòåé ëîïàñòè ñòàâèòñÿ óñëîâèå öèêëè÷íîñòè
ïîòîêà.
Ìåòîä ñîïîñòàâëåíèÿ ðàññ÷èòàííûõ õàðàêòåðèñòèê òóðáèí
Ïðè ñðàâíåíèè òóðáèí îáùåïðèíÿòî èñïîëüçîâàíèå ïðèâåäåí-
íûõ ê äèàìåòðó 1 ì è íàïîðó 1 ì õàðàêòåðèñòèê (1.32). Ïîñêîëüêó
ðàñ÷åòíûå îáëàñòè ñ çàçîðîì è áåç çàçîðà ôîðìàëüíî ñîîòâåòñòâóþò
òóðáèíàì ðàçëè÷íîé êîíôèãóðàöèè, ñðàâíåíèå ïðèâåäåííûõ ïàðà-
ìåòðîâ ÿâëÿåòñÿ áîëåå êîððåêòíûì. Òàê êàê íàïîðû â ðàçëè÷íûõ
ðàñ÷åòàõ íåñêîëüêî îòëè÷àþòñÿ äðóã îò äðóãà, à ëèíåéíûå ðàçìåðû
Ìîäåëèðîâàíèå òå÷åíèé â òóðáîìàøèíàõ 151
Ðèñ. 4.36. Ñåòêà íàïðàâëÿþùåãî àïïàðàòà. Ðèñ. 4.37. Ñåòêà ðàáî÷åãî êîëåñà.
ðàñ÷åòíûõ îáëàñòåé îäèíàêîâû, òî ïðèâåäåíèå ê åäèíîìó íàïîðó
′
=H 1ì
ñâîäèòñÿ ê ñëåäóþùèì ôîðìóëàì:
′
=M
M
H
,
′
=Q
Q
H
,
n
n
H
′=
,
N
N
H
′=
3
.
Ñòîèò îòìåòèòü, ÷òî èñõîäíûå äàííûå
n
è
Q
äëÿ ðàñ÷åòîâ òàêæå
ïåðåñ÷èòûâàþòñÿ, è, íàïðèìåð, ïðèâåäåííûå ðàñõîäû
′
Q
äëÿ ðàçëè÷
-
íûõ ðàñ÷åòîâ óæå íå áóäóò ðàâíû. Òàêèì îáðàçîì, ñîïîñòàâëåíèå íå
-
ïðèâåäåííûõ ðàññ÷èòàííûõ çíà÷åíèé ìîæíî ñ÷èòàòü ñðàâíåíèåì
ïðè ðàâíîì ðàñõîäå, à ïðèâåäåííûõ — ïðè ðàâíîì íàïîðå.
Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ
Ïðîâåäåííûå äëÿ âñåõ óêàçàííûõ â òàáë. 4.5 ðåæèìîâ ðàñ÷åòû
ïîêàçàëè, ÷òî íàèáîëüøåå ðàçëè÷èå ðåçóëüòàòîâ, ïîëó÷åííûõ äëÿ êî
-
ëåñ ñ çàçîðàìè è áåç çàçîðîâ, íàáëþäàåòñÿ ïðè ðåæèìå 1. Ýòî ñâÿçàíî
ñ òåì, ÷òî ýòîìó ðåæèìó ñîîòâåòñòâóåò ìàêñèìàëüíàÿ âåëè÷èíà çàçî-
ðîâ è íàèìåíüøåå îòêðûòèå íàïðàâëÿþùåãî àïïàðàòà. Ïîýòîìó äà-
ëåå ïðèâîäÿòñÿ äàííûå òîëüêî ïî ðàñ÷åòàì òå÷åíèé ïðè ðåæèìå 1.
Îêàçàëîñü, ÷òî âëèÿíèå çàçîðîâ íà èíòåãðàëüíûå õàðàêòåðèñòè-
êè òå÷åíèÿ íåçàâèñèìî îò èñïîëüçóåìûõ ìîäåëåé è ñåòîê ñîñòàâëÿåò
îò 0,5 äî 2 %. Î âëèÿíèè çàçîðîâ íà ëîêàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè ïîòî-
êà ìîæíî ñóäèòü ïî ðèñ. 4.38.
Âèäíî, ÷òî â íåâÿçêîì ïðèáëèæåíèè ïðîòåêàíèå æèäêîñòè ÷åðåç
çàçîð âûçûâàåò íåêîòîðîå óâåëè÷åíèå ñîñòàâëÿþùèõ
c
z
è
c
u
â îêðå-
ñòíîñòè âòóëêè è ïåðèôåðèè âíèç ïî ïîòîêó. Äàííûé ýôôåêò ïðè
-
ñóòñòâóåò â ðàññ÷èòàííûõ ïîëÿõ íåçàâèñèìî îò èñïîëüçóåìîé ñåòêè.
 ñëó÷àå òóðáóëåíòíîãî ïðèáëèæåíèÿ äëÿ îñåâîé ñîñòàâëÿþùåé ñêî
-
ðîñòè ýôôåêò ïðîòåêàíèÿ êîìïåíñèðóåòñÿ ïðèëèïàíèåì ê ñòåíêå.
Ýòî õîðîøî çàìåòíî ïî ðàñïðåäåëåíèþ ñîñòàâëÿþùåé
c
z
.Òîæåñà
-
ìîå íàáëþäàåòñÿ è äëÿ îêðóæíîé ñîñòàâëÿþùåé ñêîðîñòè íà ïåðè
-
ôåðèè. Ìàêñèìàëüíîå ðàññ÷èòàííîå ñ çàçîðîì ïî òóðáóëåíòíîé ìî
-
äåëè çíà÷åíèå îêðóæíîé ñîñòàâëÿþùåé ñêîðîñòè
c
u
ïðè ìèíèìàëü
-
íîì r îáóñëîâëåíî íàëîæåíèåì ýôôåêòîâ ïðîòåêàíèÿ ÷åðåç çàçîð è
ïðèëèïàíèÿ ê âðàùàþùåéñÿ âòóëêå.  öåëîì ðåçóëüòàòû äîñòàòî÷íî
õîðîøî ñîãëàñóþòñÿ ñ ýêñïåðèìåíòîì.
Íà ðèñ. 4.39 ïðèâåäåíû ðàñïðåäåëåíèÿ äàâëåíèÿ íà òûëüíîé ñòî
-
ðîíå ëîïàñòè, ðàññ÷èòàííûå ïðè íàëè÷èè è îòñóòñòâèè çàçîðîâ â íå
-
âÿçêîì ïðèáëèæåíèè. Ðàñïðåäåëåíèå äàâëåíèÿ äëÿ òå÷åíèÿ ñ çàçî
-
ðîì ïðèâîäèòñÿ â îáëàñòè, ñîîòâåòñòâóþùåé ëîïàñòè äëÿ òå÷åíèÿ áåç
çàçîðà, ò.å. ñîäåðæàùåé ÿ÷åéêè íåïîñðåäñòâåííî çàçîðà. Ýòî ñäåëàíî
äëÿ óïðîùåíèÿ íàáëþäåíèÿ èçìåíåíèé äàâëåíèÿ â îêðåñòíîñòè
âíåøíåé êðîìêè.
152 Ãëàâà 4
Ìîäåëèðîâàíèå òå÷åíèé â òóðáîìàøèíàõ 153
Ðèñ. 4.38. Ïðîôèëè ñîñòàâëÿþùèõ ñêîðîñòè
c
u
(à),
c
r
(á)è
c
z
(â) â ñå÷åíèè
z = 096,
.
1 — ýêñïåðèìåíò; 2, 3 — ðàñ÷åò áåç çàçîðîâ â íåâÿçêîì ïðèáëèæåíèè (2) è òóðáóëåíò
-
íîì (3); 4, 5 — ðàñ÷åò ñ çàçîðàìè â íåâÿçêîì ïðèáëèæåíèè (4) è òóðáóëåíòíîì (5).
Äëÿ àíàëèçà òå÷åíèÿ âíóòðè çàçîðà çíà÷åíèÿ ñêîðîñòè èíòåð
-
ïîëèðóþòñÿ ïî çíà÷åíèÿì íà ðàáî÷åé è òûëüíîé ñòîðîíàõ çàçîðà,
ïîñêîëüêó íåïîñðåäñòâåííî â çàçîðå â îáëàñòè ìåæäó âíåøíåé
êðîìêîé ëîïàñòè è êîæóõîì ðàñ÷åò íå âåäåòñÿ. Èíòåðïîëÿöèÿ
ïðîâîäèòñÿ óñðåäíåíèåì çíà÷åíèé ñêîðîñòè èç âñåõ ïðèëåãàþùèõ
ê çàçîðó ÿ÷ååê ðàñ÷åòíîé îáëàñòè. Áûëà òàêæå ïðîâåäåíà ýêñòðà
-
ïîëÿöèÿ ñêîðîñòåé âíóòðü ëîïàñòè äëÿ òå÷åíèÿ áåç çàçîðà. Ñêîðî
-
ñòè, ïîëó÷åííûå ïîäîáíûì îáðàçîì, íå èìåþò ôèçè÷åñêîãî ñìûñ
-
ëà, íî ïîìîãàþò ëîêàëüíî îöåíèòü íàëè÷èå ïðîòåêàíèÿ æèäêîñòè
÷åðåç çàçîð è êà÷åñòâåííî åãî âåëè÷èíó. Ðàñïðåäåëåíèÿ ñêîðîñòåé
âäîëü âíåøíåé êðîìêè çàçîðà, ïîñ÷èòàííûõ ïî òóðáóëåíòíîé
ìîäåëè äëÿ òå÷åíèé ñ çàçîðîì è áåç çàçîðà, ïîêàçàíû íà ðèñ. 4.40.
Ìîæíî âèäåòü, ÷òî ïðîòåêàíèå ïðîèñõîäèò â îñíîâíîì ïî îñè z,
òîãäà êàê îêðóæíàÿ è ðàäèàëüíàÿ ñêîðîñòè íå ïîäâåðæåíû âëèÿ
-
íèþ çàçîðà.
154 Ãëàâà 4
Ðèñ. 4.39. Ðàñïðåäåëåíèå äàâëåíèÿ íà òûëüíîé ñòîðîíå ëîïàñòè, ðàññ÷èòàí-
íîå â íåâÿçêîì ïðèáëèæåíèè, ïðè íàëè÷èè çàçîðîâ (à) è ïðè èõ îòñóòñòâèè
(á).
Ðàññìîòðåíû êàðòèíû òå÷å
-
íèé â ñå÷åíèè
z = const
ðàñ÷åò
-
íîé îáëàñòè â îêðåñòíîñòè
âíåøíåé êðîìêè ëîïàñòè. Ïëîñ
-
êîñòü ñå÷åíèÿ ðàñïîëàãàåòñÿ
îðòîãîíàëüíî îñè âðàùåíèÿ òóð
-
áèíû è ïðîõîäèò ïðèìåðíî ÷åðåç ñåðåäèíó ëîïàñòè. Íà ðèñ. 4.41
ïîêàçàíû ðàñïðåäåëåíèÿ äàâëåíèÿ â îêðåñòíîñòè ðàáî÷åé è òûëüíîé
ñòîðîí ëîïàñòè, ðàññ÷èòàííûå â òóðáóëåíòíîì ïðèáëèæåíèè. Íå-
çàêðàøåííûå ìåñòà ñîîòâåòñòâóþò ñå÷åíèÿì ëîïàñòè, çàçîðà (åñëè
îí åñòü) è êîæóõà ðàáî÷åãî êîëåñà. Íà ðèñ. 4.41, à õîðîøî âèäíà ëî-
êàëüíàÿ îáëàñòü ïîíèæåííîãî äàâëåíèÿ çà òûëüíîé ñòîðîíîé ëîïà-
ñòè. Íàëè÷èå îáëàñòè ïîíèæåííîãî äàâëåíèÿ äëÿ òóðáóëåíòíûõ
ðåæèìîâ òå÷åíèÿ ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî ïðîòåêàíèå æèäêîñòè
÷åðåç çàçîð èíèöèèðóåò îáðàçîâàíèå âèõðÿ. Äàííûé âèõðü õîðîøî
íàáëþäàåòñÿ â òóðáóëåíòíûõ ðåæèìàõ, íî îòñóòñòâóåò ïðè íåâÿçêèõ
òå÷åíèÿõ. Åãî ôîðìà è ìåñòîïîëîæåíèå ñîãëàñóþòñÿ ñ ðàáîòàìè
äðóãèõ àâòîðîâ [3].
Ìîäåëèðîâàíèå òå÷åíèé â òóðáîìàøèíàõ 155
Ðèñ. 4.41. Ðàñïðåäåëåíèå äàâëåíèÿ â îêðåñòíîñòè âíåøíåé êðîìêè ëîïàñòè.
à — òóðáóëåíòíîå òå÷åíèå ñ çàçîðîì; á — áåç çàçîðà.
Ðèñ. 4.40. Ðàñïðåäåëåíèå êîìïîíåíò
ñêîðîñòè
c
z
(1),
c
r
(2)è
c
u
(3) âäîëü
âíåøíåé êðîìêè ëîïàñòè, ðàññ÷è
-
òàííîå â òóðáóëåíòíîì ïðèáëèæå
-
íèè ïðè íàëè÷èè çàçîðà (ñïëîøíàÿ
ëèíèÿ) è áåç çàçîðà (øòðèõîâàÿ).
§ 4.3. ÒÅ×ÅÍÈÅ Â ÏÈÒÀÒÅËÜÍÎÌ ÍÀÑÎÑÅ
Ïðîâåäåíû ðàñ÷åòû òå÷åíèé â ïðîòî÷íîé ÷àñòè îäíîé ñòóïåíè ïè
-
òàòåëüíîãî íàñîñà, èñïîëüçóåìîãî íà ÒÝÖ, ïðè ðàçëè÷íûõ ðåæèìàõ åãî
ðàáîòû. Ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü îäíîé ñòóïåíè ïèòàòåëüíîãî íàñîñà,
òå÷åíèå â êîòîðîé ðàññ÷èòûâàëîñü, ïðèâåäåíà â èçîìåòðèè íà ðèñ. 4.42.
4.3.1. Ñåãìåíòàöèÿ îáëàñòè òå÷åíèÿ
è îðãàíèçàöèÿ ðàñ÷åòà
Ïðè ïðîâåäåíèè ðàñ÷åòîâ â ðàáî÷åì êîëåñå ïðåäïîëàãàëîñü, ÷òî
òå÷åíèÿ â ìåæëîïàñòíûõ êàíàëàõ öèêëè÷åñêè ïîâòîðÿþòñÿ, è ðàñ÷åò
âûïîëíÿëñÿ òîëüêî â îäíîì èç äåâÿòè êàíàëîâ. Òå÷åíèå â êàíàëå ðàñ
-
ñ÷èòûâàëîñü â îòíîñèòåëüíîé, âðàùàþùåéñÿ âìåñòå ñ êîëåñîì, ñèñ
-
òåìå êîîðäèíàò. Çíà÷åíèÿ ñêîðîñòè è äàâëåíèÿ â âûõîäíîì ñå÷åíèè
êàíàëà óñðåäíÿëèñü â îêðóæíîì íàïðàâëåíèè, ïåðåñ÷èòûâàëèñü â
àáñîëþòíóþ ñèñòåìó êîîðäèíàò è ïåðåäàâàëèñü âî âõîäíîå ñå÷åíèå
îòâîäíîãî êàíàëà. Ïðè ýòîì ñ÷èòàëîñü, ÷òî òå÷åíèå â íàïðàâëÿþùåì
àïïàðàòå öèêëè÷åñêè ïîâòîðÿåòñÿ â êàæäîì èç îäèííàäöàòè èçîëè-
ðîâàííûõ åãî êàíàëîâ, ñîñòîÿùèõ èç îòâîäíîãî, ïåðåâîäíîãî è ïîä-
âîäíîãî êàíàëîâ. Ïîýòîìó ðàñ÷åò îñóùåñòâëÿëñÿ â îäíîì êàíàëå íà-
ïðàâëÿþùåãî àïïàðàòà. Íà ðèñ. 4.43 ïðèâåäåíû âûäåëåííûå äëÿ ðàñ-
÷åòà îáëàñòè öèêëè÷íîñòè ïðîòî÷íîãî òðàêòà ñòóïåíè ïèòàòåëüíîãî
íàñîñà è ðàñ÷åòíûå ñåòêè â íèõ.
4.3.2. Ðàññ÷èòàííûå ðåæèìû òå÷åíèÿ
è àíàëèçèðóåìûå õàðàêòåðèñòèêè íàñîñà
 ïðèáëèæåíèè óðàâíåíèé Ýéëåðà ðàññ÷èòàíû òå÷åíèÿ ïðè ôèê
-
ñèðîâàííîé ÷àñòîòå âðàùåíèÿ ðàáî÷åãî êîëåñà
n
, ðàâíîé 2980 îá./ìèí,
è îáúåìàõ ïîäà÷ (ðàñõîäàõ)
Q
,èç
-
ìåíÿþùèõñÿ îò 40 äî 200 ì
3
/÷.
Èç ðåçóëüòàòîâ èñïûòàíèé,
ïðåäñòàâëåííûõ ëàáîðàòîðèåé
íàñîñîâ ÎÀÎ “Êàëóæñêèé òóð
-
áèííûé çàâîä” âûáðàíû ñëåäóþ
-
ùèå õàðàêòåðèñòèêè, ñ êîòîðûìè
â äàëüíåéøåì ïðîâîäèëîñü ñðàâ
-
íåíèå ðàññ÷èòàííûõ çíà÷åíèé.
156 Ãëàâà 4
Ðèñ. 4.42. Ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü
îäíîé ñòóïåíè ïèòàòåëüíîãî íàñîñà
(âèä ñâåðõó).
Ýêñïåðèìåíòàëüíûé íàïîð îäíîé ñòóïåíè
H
îïðåäåëÿëñÿ ÷åðåç íà
-
ïîð âñåãî íàñîñà
H
total
,ì:
H
H
K
=
total
,
ãäå
K = 9
— ÷èñëî ñòóïåíåé íàñîñà. Ïîòðåáëÿåìàÿ îäíîé ñòóïåíüþ
ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ ìîùíîñòü
N
ðàññ÷èòûâàëàñü ÷åðåç ïîòðåáëÿå
-
ìóþ ìîùíîñòü âñåãî íàñîñà
N
total
, êÂò:
N
N
K
=
total
.
Ïðè ïðîâåäåíèè ðàñ÷åòà òå÷åíèÿ ïðè îïðåäåëåííîì ðåæèìå
ôèêñèðîâàëèñü îáúåì ïîäà÷è íàñîñà
Q
, êîòîðûé âûáèðàëñÿ ðàâíûì
ïîäà÷å íàñîñà íà ëèíèè âñàñûâàíèÿ ïðè èñïûòàíèÿõ, è ÷àñòîòà âðà
-
ùåíèÿ
n
, êîòîðàÿ áûëà îäèíàêîâîé ïðè âñåõ îáúåìàõ ïîäà÷.
Ìîäåëèðîâàíèå òå÷åíèé â òóðáîìàøèíàõ 157
Ðèñ. 4.43. Ðàñ÷åòíàÿ îáëàñòü (âèä ñâåðõó).
1 — ìåæëîïàñòíûé êàíàë ðàáî÷åãî êîëåñà; 2 — îòâîäíîé; 3 — ïåðåâîäíîé; 4 — ïîä
-
âîäíîé êàíàëû íàïðàâëÿþùåãî àïïàðàòà.
Íåîáõîäèìûå äëÿ àíàëèçà ðåçóëüòàòîâ ðàñ÷åòîâ è ñðàâíåíèÿ èõ ñ
ðåçóëüòàòàìè èñïûòàíèé õàðàêòåðèñòèêè âû÷èñëÿëèñü ïî ñëåäóþ
-
ùèì ôîðìóëàì. Ðàñ÷åòíûé íàïîð ñòóïåíè
dE
íàõîäèëñÿ êàê ðàç
-
íîñòü óäåëüíûõ ýíåðãèé íà âûõîäå èç ïîäâîäíîãî êàíàëà è âõîäå â
ðàáî÷åå êîëåñî:
dE E E=−
out in
.
Êàæäàÿ èç óäåëüíûõ ýíåðãèé
E
in
,
E
out
âû÷èñëÿëàñü êàê îòíîøåíèå
ïîëíîé ýíåðãèè, ïðîõîäÿùåé ÷åðåç ñîîòâåòñòâóþùåå ñå÷åíèå
S
,ê
ðàñõîäó æèäêîñòè ÷åðåç ýòî ñå÷åíèå, ì:
Ep
g
d
Q
c
S
=+
⎛
⎝
⎜
⎜
⎞
⎠
⎟
⎟
⋅
∫
1
2
2
||
()
u
uS
.
Ïîñêîëüêó â ðàñ÷åòå ðàñõîä æèäêîñòè ñîõðàíÿåòñÿ ÷åðåç âñå ñå÷åíèÿ
ïðîòî÷íîãî òðàêòà, ïîòåðè ýíåðãèè, ñâÿçàííûå ñ ïðîòå÷êàìè ÷åðåç
óïëîòíåíèÿ, ó÷èòûâàëèñü äîïîëíèòåëüíî. Ïðè ýòîì ðàñ÷åòíûé íà-
ïîð êîððåêòèðîâàëñÿ ïî ôîðìóëå
dE dE
l
Q
Qq
=
+
,
ãäå
q
— ðàñõîä æèäêîñòè ÷åðåç óïëîòíåíèÿ, âçÿòûé èç ðåçóëüòàòîâ
èñïûòàíèé íàñîñà è ïîäåëåííûé íà êîëè÷åñòâî ñòóïåíåé.
Ïîòðåáëÿåìàÿ ìîùíîñòü ñòóïåíè ïèòàòåëüíîãî íàñîñà
N
p
âû-
÷èñëÿëàñü ïî ôîðìóëå
N
nM
p
=
102
,
ãäå
M
— ñóììàðíûé ìîìåíò âðàùåíèÿ âñåõ ëîïàñòåé ðàáî÷åãî êîëå
-
ñà, ðàññ÷èòûâàåìûé ïî ðàñïðåäåëåíèþ äàâëåíèÿ íà òûëüíîé è ðàáî
-
÷åé ñòîðîíàõ ëîïàñòåé.
Êîýôôèöèåíò ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ
h
îïðåäåëÿëñÿ ïî ðàññ÷èòàí
-
íûì ïîëÿì êàê îòíîøåíèå ãèäðàâëè÷åñêîé ìîùíîñòè
N
hyd
ê ïîòðåá
-
ëÿåìîé ìîùíîñòè
h =
N
N
p
hyd
.
Çäåñü ãèäðàâëè÷åñêàÿ ìîùíîñòü ïðèíèìàëàñü ðàâíîé ëèáî ïðîèçâå
-
äåíèþ ðàñ÷åòíîãî íàïîðà íà îáúåì ïîäà÷è íàñîñà, êÂò:
N
dE
l
dE Q
hyd
=
⋅
r
3600 102
,
ëèáî ïðîèçâåäåíèþ íàïîðà, âçÿòîãî èç èñïûòàíèé, íà ïîäà÷ó, êÂò:
N
H
HQ
hyd
=
⋅
r
3600 102
.
158 Ãëàâà 4
Òàêèì îáðàçîì, êîýôôèöèåíò ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ ðàññ÷èòûâàëñÿ
ëèáî ÷åðåç ðàñ÷åòíûé íàïîð
h
dE
dE
p
N
N
=
hyd
,
ëèáî ÷åðåç ýêñïåðèìåíòàëüíûé íàïîð
h
H
H
p
N
N
=
hyd
.
4.3.3. Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ
Äàííûå èñïûòàíèé è ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ òå÷åíèé ïðè ðàçëè÷
-
íûõ ðåæèìàõ ðàáîòû ñòóïåíè ïðèâåäåíû â òàáë. 4.6.
Ñðàâíåíèå ðàññ÷èòàííûõ è ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ÊÏÄ îäíîé ñòó-
ïåíè ïðåäñòàâëåíî íà ðèñ. 4.44.
Íà ðèñ. 4.45 ïîêàçàíû ëèíèè òîêà âíóòðè ìåæëîïàñòíîãî êàíàëà
ðàáî÷åãî êîëåñà ïðè ðàáîòå íàñîñà â ðåæèìå ñ ïîäà÷åé 40 è 160 ì
3
/÷.
Äàëåå íà ðèñ. 4.46 äëÿ äâóõ ðåæèìîâ ðàáîòû íàñîñà ïðåäñòàâëåíû
òå÷åíèÿ â ðàáî÷åì êîëåñå è îòâîäíîì êàíàëå â ìåðèäèîíàëüíîé ïðî-
åêöèè, ïîëó÷åííîé óñðåäíåíèåì ïàðàìåòðîâ òå÷åíèÿ â îêðóæíîì
íàïðàâëåíèè.
Ìîäåëèðîâàíèå òå÷åíèé â òóðáîìàøèíàõ 159
Òàáëèöà 4.6
Ðàñõîä
Q
,ì
3
/÷
Äàííûå èñïûòàíèé Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ
Íàïîð
H
,ì
Ìîùíîñòü
N,
êÂò
ÊÏÄ
h,
%
Íàïîð
dE
l
,ì
Ìîùíîñòü
N
p
,
êÂò
ÊÏÄ
h
dE
,
%
ÊÏÄ
h
H
,
%
40 174 72 24 250 134 20 14
60 176 81 33 231 122 31 24
80 188 96 39 224 121 40 34
100 185 103 45 221 124 49 41
120 183 112 50 218 128 55 47
140 180 120 53 214 134 61 51
160 173 127 54 185 121 67 62
Ðèñ. 4.44. Ñðàâíåíèå ÊÏÄ, âû÷èñ
-
ëåííûõ ÷åðåç ðàñ÷åòíûé íàïîð
h
dE
(1) è ýêñïåðèìåíòàëüíûé íàïîð
h
H
(2), ñ ýêñïåðèìåíòàëüíî ïîëó÷åí
-
íûì ÊÏÄ
h
(3).
160 Ãëàâà 4
Ðèñ. 4.45. Ëèíèè òîêà â ðàáî÷åì êîëåñå ïðè ïîäà÷å 40 (à) è 160 (á)ì
3
/÷.
Ðèñ. 4.46. Ìåðèäèîíàëüíàÿ ïðîåêöèÿ òå÷åíèÿ ïðè ïîäà÷å 150 (à) è 160 (á)ì
3
/÷.