Поверочный расчёт центробежного вентилятора

Национальный технический университет Украины

«Киевский политехнический институт»

Министерство образования и науки Украины

Кафедра прикладной гидроаэромеханики та механотроники

Расчётно-графическаяработа

по курсу «Компрессорныемашины»

Тема: Поверочныйрасчётцентробежного вентилятора

Выполнил: студент 5-го курсу

 группы МА-42, ММИ

Муращенко Е.Г.

Проверил: В.С. Кривошeев

Киев 2009

ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ВЕНТИЛЯТОРА   ТИПА   ЦВ-39

Проведем детальный поверочный расчет центробежного вентилятора, аэродинамическая схема которая дана на рис.1(вентилятор типа ЦАГИ ЦВ-39).

Плотность воздуха ρ=1,19; n=1450 .

Расчет проведен при двух режимах: с положительным углом атаки (Q₁ = 6,0);  и с отрицательным углом атаки (Q₂ = 11,7  ).

Для диаметра колеса принято значение  D₂ = 1,0 .

Первый режим:  Q₁ = 6,0  .

1.  Площадь входа в колесо:

.

2.  Скорость входа в колесо:

.

Рис.1 Центробежный вентилятор

3.  Ширина колеса b=0,3  существенно больше ширины активного потока

(b_1поm ≈); можно, поэтому принять:

С_1м =С₀ =.

4.  Средний диаметр входа на лопатки:

 м.

5.  Окружная скорость на лопатки:

.

6.  Относительная скорость при выходе на лопатки:

.

7.  Угол прилипания потока к лопаткам:

=.

8.  Угол атаки, соответствующий среднему диаметру ():

α= β_1пот-β_1лоп=142º-129º=13º.

9.  Ширина потока на выходе из колеса:

b_2пот ≈1,4·b_1пот=1,4=0,21 м.

10.  Относительная скорость на выходе из колеса:

.

11.  Окружная скорость колеса на выходе:

 .

12.  Скорость закручивания на выходе из  колеса (без  учета конечного количества лопаток):

 .

13.   Косинус угла выхода потока (с учетом конечного числа лопаток) при k=4:

, тогда

14.  Относительная скорость нa выходе из колеса (с учетом конечного числа лопаток):

.

15.  Тангенциальная скорость на конечного числа лопаток на выходе из колеса с учётом конечного числа лопаток:

16. Меридиональная скорость потока на  выходе из колеса

.

17.Скорость потока нa выходе из колеса:

.

18. Прежде чем перейти к расчету скоростей в кожухе, следует найти величину для   остальных  расчетных  режимов. В  результате такого расчета получена кривая    )=f(Q_сек) рис.2

Рис.2 Вспомогательный  график для определния нормального расхода

19.  Величину   , соответствующую геометрическим параметрам кожуха, найдем из уравнения:

где

.

В нашем случае (А=0,3 м, R_нач = R₂ = 0,5 м) для k_A получается значение, равное 0,48 (проверка:  0,48+ ), , откуда

.

Прямая    =0,12 пересекается с кривой (С'_2U)_колеса=f(Q) в точкеQ=10 м³/с.

Это и есть нормальный расход вентилятора Q_н.

20. Средняя скорость в кожухе:

.

21. Скорость в выходном сечении:

.

22. Теоретическое давление,  развиваемое колесом:

.

23. Гидравлические потери: а) потери при повороте потока в колесе (коэффициент потерь  ):

=0,30,19·=12,8 ;

б) угол атаки при входе потока на лопатки составляет 14^º; этому соответствует согласно рис.4 =0,7, тогда потери при протекании потока между лопатками:

=0,70,19·=;

в) дополнительные потери при протекании потока между лопатками:

=0,50,19·=44,38 ;

г) потери на   удар при выходе  потока   из   колеса   в кожух:

=64,7 ;

д) коэффициент потерь в кожухе:

;

е)  потери в кожухе:

ж) потери при переходе к выходному  сечению:

48,64 .

24. Полное давление вентилятора:

.

25.Динамическое(скоростное) давление вентилятора:

Η_дин.

26. Статическое давление вентилятора:   

Н_ст= Н— Η_дин= 836—55 = 781 .

27. Расчет потерь через зазор:         

Статическое давление за колесом

383,6 .

Величина    составляет:

 .

Разность давлений по обеим сторонам зазора:

+= 383,6 – 37,99= 345,61 кг/м², что соответствует безразмерному значению:

.

Скорость в зазоре.

Потери в зазоре состоят из потерь входа (=0,5), и потерь выхода. Таким образом, =0,5. Обратившись к диаграмме рис.5, а и заметив, что безразмерное значение скорости входа  состазляет  =0,276,   интерполируем   между кривыми  0,3 и 0,4, а также между кривыми = 0,2   и0,3. Находим, что

и  ≈0,5.

Это соответствует: 

.

Расход через зазор:

³/с.

28. Мощность на валу:

Гидравлическая мощность:

69,12 квт.

Мощность, расходуемая на перетекание через зазор:

 квт.

Паразитная мощность:

, где   ; ; ; =; .

Получаем, следовательно:

квт.

Таким образом,   потребная   мощность   на   валу   вентилятора равна:

квт.

29. Коэффициент полезного действия:

=0,86.

Второй  режим Q=11,7 м³|сек.

1.  Скорость входа в колесо:

С_1м.

2.  Угол притекания потока к лопаткам:

=.