Основы аэродинамических и тепловых расчетов в электромеханике: Учебное пособие, страница 21

.

Аэродинамический коэффициент полезного действия у основания лопаток равен:

где: .

Аналогичные расчеты проводятся для сечения лопасти на внешнем диаметре  при значениях , полученных при расчете лопасти на диаметре .

Скорость закручивания струи на внешнем диаметре, м/сек

Скорость потока на внешней кромке лопасти (м/сек) и угол притекания (град) равны

где , м/сек – окружная скорость на внешней кромке лопасти.

Угол установки сечения на внешней кромке, град:

.

Ширина лопасти на внешнем диаметре, м:

где: .

Аэродинамический коэффициент полезного действия на внешней кромке:

где:

Коэффициент полезного действия вентилятора

.

Мощность потребляемая вентилятором, Вт

.

Ширина лопасти и угол установки других сечений определяются аналогично. Можно также ширину лопатки в  сечении определить по соотношению:

,

где  - диаметр i – го сечения.

Максимальная толщина лопасти в сечении выбирается в пределах , а размеры сечения рассчитываются в соответствии с таблицей 3.2.

Внешняя аэродинамическая характеристика осевого вентилятора в относительных единицах представляется в виде зависимости, полученной на основе обработки результатов экспериментальных исследований [4].

,

где:  - угол установки лопатки на внутреннем диаметре,

             - относительный шаг лопаток,

             - средний диаметр вентилятора, м,

             - ширина лопатки на среднем диаметре, м,

             - относительная толщина профиля.

За базисные значения напора и расхода приняты:

-базисный напор, кг/м² - ;

-базисный расход, м³/сек -

Определение рабочей точки производится аналогично, как и для центробежного вентилятора.

3.6. Графоаналитический расчет вентиляционных схем.

В электрических машинах применяются разнообразные вентиляционные системы, некоторые из них приведены в табл. 3.3. В схемах типа1 и 2 имеется лишь один вентилятор, а соединение аэродинамических сопротивлений легко сводится к одному эквивалентному сопротивлению. Такие схемы типичны для машин постоянного и переменного тока с аксиальной системой вентиляции, а также машин с радиальной системой в случае наличия только одного напорного элемента (вентилятора).

Таблица 3.3.

Схемы замещения вентиляционных систем электрических машин

Тип схемы	Вентиляционная схема и схема замещения
1.
2.
3.
4.
5.
6.

При радиальной системе вентиляции сложность схем замещения в сильной степени возрастает, т.к. кроме основного вентилятора в качестве нагнетательных элементов выступают конструктивные части самой электрической машины, причем все нагнетательные элементы могут быть соединены последовательно, параллельно или иметь смешанное соединение. Схема типа 3 имеет две параллельные ветви, в одной из которых находится основной вентилятор (лопатки короткозамкнутого ротора), а во второй – роль напорного элемента (вентилятора) выполняют вентиляционные распорки в радиальных каналах сердечника ротора. В схеме типа 4 основной вентилятор работает на параллельную цепь, в одной из ветвей которой роль вентилятора также играют вентиляционные распорки. В схемах типа 5 и 6, кроме наличия нескольких напорных элементов, соединение аэродинамических сопротивлений представляет собой мостовую схему, что не позволяет свести их к эквивалентному аэродинамическому сопротивлению цепи простыми методами. Эти обстоятельства определили необходимость расчета сложных вентиляционных схем другими методами: графоаналитическими, последовательных приближений.

Графоаналитический и графический метод расчета вентиляционных схем базируется на сложении характеристик аэродинамических сопротивлений и внешних аэродинамических характеристик напорных элементов при их последовательном или параллельном соединении. При последовательном соединении элементов складываются ординаты характеристик при одинаковом значении по оси абсцисс, при параллельном – складываются абсциссы при одинаковом значении по оси ординат. Порядок сложения характеристик приведен на рис. 3.16.