Реферат: Малогабаритна вихорева турбіна як привід гідродинамічного очисника в’язких рідин
; (15)
; (16)
де r 1 – радіус входу РР у канал, який дорівнює радіусу виходу із РК.
– корисна потужність турбіни:
; (17)
– втрачена потужність турбіни, без обліку втрат енергії:
; (18)
де
; ; (19)
– коефіцієнт корисної дії (ККД) робочого процесу ВТ:
. (20)
Після врахування об'ємних, механічних та гідравлічних втрат був побудований графік, який показує структуру втрат та ККД ВТ (див. рис. 7).
Для врахування впливу соплового апарата на роботу ВТ були отримані наступні вирази:
– сила тиску струменя рідини на лопатку РК:
, (21)
де – діаметр вихідного перерізу сопла; s – відстань від зрізу сопла до точки, яка лежить на середині висоти лопатки РК; a с – кут розміщення сопла.
Рис. 7 – Структура втрат енергії у ВТ: h рп – теоретичний ККД робочого процесу ВТ; h вт – справжнє значення ККД ВТ; 1 – зниження ККД, обумовлене впливом кінцевої кількості лопаток; 2 – зниження ККД, обумовлене гідравлічними втратами; 3 – зниження ККД, обумовлене об'ємними втратами; 4 – зниження ККД, обумовлене механічними втратами.
– момент та корисна потужність, які виникають на РК:
; (22)
. (23)
У третьому розділі надані результати експериментальних досліджень малогабаритної ВТ з бічним розташуванням каналу.
Була спроектована та виготовлена експериментальна модель ВТ з бічним каналом круглого перерізу (рис. 8), виготовлений стенд для її дослідження.
Були побудовані швидкісні і механічні характеристики ВТ, а також в’язкісно-швидкісні залежності.
Після узагальнення і аналізу результатів експерименту були визначені найбільш раціональні геометричні параметри ВТ з сопловим апаратом. У табл. 1 надані геометричні параметри ВТ з сопловим апаратом, які забезпечують найбільш високі енергетичні показники її роботи, а також указана верхня межа значення кінематичної в'язкості РР, до величини якої доцільно експлуатувати ВТ.
При в'язкості РР n = 16,9 мм 2 /с , для зазначених у табл. 1 параметрів, величина максимального ККД турбіни склала h max = 15¸18%.
Таблиця 1. Геометричні параметри вихоревої турбіни з сопловим апаратом
a с , град | n max. доп , мм 2 /с | |||
0,95¸1,15 | 0,50¸0,89 | 40¸45 | £ 0,5 | £ 20¸25 |
де – відносна відстань від вихідного перерізу сопла до площини, яка проведена через кромки лопаток РК; –відносна площа вихідного перерізу сопла; Fк – площа меридіонального перерізу РК.
Експериментальні дослідження підтвердили достовірність науково-методичних результатів, отриманих у ході теоретичних досліджень ВТ. При цьому був вивчений вплив геометричних і динамічних параметрів та їх співвідношень на ефективність роботи ВТ з бічним розташуванням каналу круглого перерізу.
Четвертий розділ присвячений розробці методики розрахунку параметрів гідравлічного приводу вихоревого типу та роторного гідродинамічного очисника.