Ответы на экзаменационные вопросы № 1-80 по дисциплине "Теплогазоснабжение и вентиляция" (Краткий исторический обзор развития насосо-вентиляторостроения. Производительность поршневых компрессоров), страница 19

Положение вектора с₂ {рис. 5.2, а) показывает, что на выходе из осевого нагнетателя поток рабочей жидкости имеет винтообразный характер движения. Тангенциальная составляющая скорости она же проекция абсолютной скорости на направление переносной, зависит от величины относительной и переносной скорости. Наличие закрутки потока на выходе из рабочего колеса осевого нагнетателя приводит к дополнительным потерям давления, а в некоторых случаях требует и установку специальных спрямляющих аппаратов (СА), придающих потоку осевое направление движения.

Для обеспечения плавного (безударного) течения жидкости во всех элементах конструкции необходимо, чтобы углы установки лопаток и спрямляющего аппарата соответствовали положению вектора абсолютной скорости на выходе из рабочего колеса.

36. Теорема Н.Е. Жуковского о подъемной силе элемента лопасти.

Заставим набегать на профиль воздушный поток (задача двигателя: касается крыла самолета и лопастей вертолета)

a-точка разделения потока

b-точка слияния потока

Характерная особенность:

Течение потока может быть только не разрывным

Vв-скорость обтекания верхней линии профиля

Vн-скорость обтекания нижней линии профеля 

-уравениее Бернулли для верхней и нижней части профиля

Т.е. под профилем давление больше, чем над профилем.

α-угол атаки; за счет его наличия снизу создается дополнительное давление (это вторая причина перепада давления)

Произведение скорости на угол и на элемент длины называют циркуляцией скорости.

-теория Жуковского

-интеграл вектора циркуляции скоростей

-плотность обегающего потока

-скорость набегания

-аэродинамическая хар-ка профиля

 может быть вычислен для всей длины самолета (для всей длины лопатки).

У каждого профиля, кроме подъемной силы есть ещё сила сопротивления.

 –энергия набегающего потока

  -коэф. Подъёмной силы

-внутр. аэродинамические потери (вентиляторов)

 определяют эксперементально

- возрастает при увеличении , потом падает

Экстремумы  не совпадают

При , -это качается только профиля Жуковского.

При анализе взаимодействия профилей с омывающим потоком в аэродинамике пользуются параметром, который называется циркуляцией скорости по контуру (Г). В механике жидкости и газа оценка характера взаимодействия профиля с потоком осуществляется на основании теоремы Н.Е. Жуковского.Теорема Н.Е.Жуковского: подъемная сила R, действующая на профиль в плоской решетке от обтекающего его потока идеальной несжимаемой жидкости, равна произведению плотности жидкости р, циркуляции жидкости вокруг профиля Г, длине хорды профиля b и средней векторной скорости потока w_m. Направление вектора подъемной силы R определяется поворотом вектора средней скорости w_m на угол, равный π/2 в сторону, противоположную циркуляции.

Направление циркуляции совпадает с направлением движения потока на выгнутой стороне профиля. Математическая запись теоремы:

Rид=bρГw_m.

Здесь Г находится по зависимости (5.2), индекс «ид» определяет, что зависимость получена для случая течения идеальной жидкости, a w_m может быть найдена по формуле

w_m = (w₁+w₂)/2

37.Профилирование лопастей рабочих колес осевых нагнетателей

С использованием сведений о циркуляции скорости замкнутому контуру рассматриваемого профиля, а также с помощью теоремы Жуковского о подъемной силе крыла можно выполнить качественную и количественную оценку силового взаимодействия в решетке профилей рабочего колеса, направляющего аппарата. С изменением радиуса сечения рабочего колеса меняются кинематические и динамические параметры лопатки. По этой причине на разных радиусах решетка профилей должна иметь различные конструктивные и режимные параметры. Из-за наличия сил трения между перемещаемым потоком и поверхностью лопатки, а также из-за особенностей формирования плана скоростей рабочая жидкость при прохождении рабочего колеса получает некоторую степень закрутки. Профилирование лопаток является достаточно сложной теоретической и практической задачей, базирующейся на законах формирования скоростных полей в проточных частях осевого нагнетателя, законах силового взаимодействия лопатки с потоком перемещаемого газа, а также возможности технологии металлообработки. Для выравнивания энергетических параметров по длине лопатки необходимо изготавливать ее с переменными по радиусу геометрическими параметрами.