Курсовая работа: Осевой вентилятор

Подставив значения Р_а и Р_и в выражение (2), после преобразований получим

η_p = (1-μ× ctgβ_бес )/ (1+μ× ctgβ_бес )

где μ, — обратное качество профиля.

Для лопастей осевых машин μ = 0,02 - 0,04. При μ = 0,03 и β_у = 25 – 45° КПД решетки η_р =0,90 - 0,94.

Для повышения КПД осевой машины следует применять профили с возможно меньшими значениями μ.

От теоретического давления, можно перейти к действительному давлению

P = η_p × p_t = ρ×u² ×φ ×(ctgβ₁ – ctgβ₂ )× η_p

Действительное давление, создаваемое ступенью осевой машины, есть результат совместного действия подвода, решетки рабочих лопастей и отвода (диффузора).

В отводе проявляется диффузорный эффект, повышающий давление,

Δp_диф = ρ × (c₃ ² – c₄ ² ) / 2

где c₃ и c₄ — абсолютные скорости на входе и выходе отвода (диффузора).

Если ΣΔp — потери давления в подводе и отводе, то давление, создаваемое ступенью,

P_ct = = ρ×u² ×φ ×(ctgβ₁ – ctgβ₂ )× η_p + Δp_диф – ΣΔp.

Потери ΣΔp рассчитываются по формулам гидравлики. Коэффициенты местных потерь зависят от конструктивных форм подвода и отвода.

Механический КПД учитывает потери энергии от трения в уплотнениях, подшипниках и дискового трения, η_m = 0,94 - 0,98. Объемные потери незначительны, η_o ~1.

Гидравлический КПД ступени

η_г = ρ_ст /ρ_т

Для осевых насосов и вентиляторов

η_г = 0,75 -0,92.

Полный КПД ступени

η = η_г × η_m = 0,70 - 0,90.

Мощность на валу

N = M_g ×H/1000×η

Условия работы длинных лопастей

Элементы лопастей осевой машины, находящиеся на различных расстояниях от центра, вращаются с неодинаковыми скоростями. Вследствие этого лопасть с постоянной шириной и постоянными углами входа и выхода создает напор, изменяющийся по длине ее. Это приводит к радиальным перемещениям частиц жидкости в проточной полости рабочих колес и отводов и понижению КПД машины.

Явление радиального перемещения особенно сильно сказывается в ступенях машины с относительно большой длиной лопасти. Поэтому ступени осевых машин с большой длиной лопастей обычно проектируют исходя из условий отсутствия радиальных перетеканий жидкости.

В теории осевых машин показано, что условие радиального равновесия, если пренебречь силами вязкости потока, выражается равенством

rc_u = const. (4)

Это соотношение имеет большое практическое значение, показывая, что отсутствие радиальных перетеканий возможно лишь при постоянстве циркуляции по длине лопасти. В этом случае каждая частица потока движется по цилиндрической поверхности соответствующего радиуса.