ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Физическая картина течения из "Гидродинамика вспомогательных трактов лопастных машин " Определяющим элементом вспомогательных трактов лопастных машин является боковая полость, т. е. пространство между боковой поверхностью рабочего колеса и корпусом (рис. 3). [c.7] В зависимости от назначения машины, ее конструктивных и технологических особенностей боковые полости могут быть различной радиальной протяженности, постоянной (а) и переменной (б) ширины, открытые (а), не имеющие на периферии твердых границ в радиальном направлении, и закрытые (б), ограниченные неподвижными или вращающимися поверхностями в периферийном сечении. [c.7] Для уменьшения протечек (объемных потерь) на границах мо-ут устанавливаться различные контактные бесконтактные уплот-ения. В зависимости от лх типа и направления действующего на их перепада давления через полости может протекать жидкость ак от периферии к центру (б), так и наоборот (а). Как торцовые, гак и цилиндрические твердые границы полостей могут иметь различную шероховатость. [c.7] Выбранное конструктивное исполнение полости, наряду с заданной частотой вращения рабочего колеса, свойствами рабочей среды и ее параметрами на границах, определяет течение в полости, т. е. распределение скоростей и давлений. [c.7] Расчет течения в боковой полости лопасгной машины с учетом реально действующих факторов является весьма сложной задачей. Чтобы решить ее, рассмотрим основные виды течения в боковых полостях лопастных машин (рис. 4, а—5). [c.7] Прежде всего рассмотрим течение в полости без радиального расхода. [c.7] Как видно из рис. 4, в, при вращении диска рабочего колеса частицы жидкости, находящиеся на его поверхности, движутся со скоростью диска, а частицы на боковой стенке корпуса неподвижны. Таким образом, окружная и радиальная составляющие скоростей жидкости на поверхностях диска и стенки имеют соответственно равные нимн составляющие скорости. [c.7] Кроме того, частицы жидкости под действием центробежных сил движутся вдоль диска т центра к периферии и вследствие перепада давления возвращаются к центру вдоль неподвижной стенки. Таким образом, помимо вращательного движения основной массы жидкости ( ядра ) в меридианной плоскости боковой полости существует циркуляционный поток. Его наличие характеризуется знакопеременным по ширине полости значением радиальной составляющей скорости жидкости. Однако для большинства боковых полостей реальных конструкций лопастных машин характерны радиальные протечки, связанные с наличием уплотнений разных типов на границах полостей. [c.8] Радиальные протечки существенно меняют картину течения в полости. Так, при протечке жидкости от периферии к центру (см. рис. 4, г), имеющейся пракгически во всех лопастных машинах, в боковой полости циркуляционный поток может сохраняться лишь в области, примыкающей к периферийной части вращающегося диска. Остальная часть полости заполнена радиальным потоком одного знака. При этом течение становится подобным потоку вблизи вихрестока, рассматриваемого в теории идеальной жидкости радиальная и окружная составляющие скорости увеличиваются с уменьшением радиуса, хотя трение и снижает их величину. [c.8] При дальнейшем увеличении протечки к центру (см. рис. 4, д) циркуляция жидкости практически полностью исчезает, погранич- ные слои теряют первоначальные четкие очертания, радиальная составляющая скорости становится знакопостоянной по всему объ- ему полости. [c.8] При радиальной протечке от центра к периферии жидкость, увлекаемая вращающимся диском, оттесняет циркуляционную зону к периферийной части неподвижной стенки. При этом сохраняется знакопеременный профиль радиальной составляющей скорости (см. рис. 4, б). [c.9] Дальнейшее увеличение протечки ведет к полному исчезновению циркуляционной зоны, постоянному знаку радиальной скорости по всей полости и уменьшению окружной составляющей скорости на больших радиусах, подобно течению около вихреисточника (см. рис. 4. а). [c.9] Говоря о видах течения в боковой полос и лопастной машины, следует отметить влияние ьа них цилиндрических границ. Если эти твердые или жидкостные границы движутся с окружной скоростью большей, чем окружная скорость жидкости в прилегающей к этой границе части полости, то происходит передача энергии жидкости, находящейся в полости, и соответствующее увеличение ее окружной скорости. [c.9] Если же эти границы нетодвижны или вращаются со скоростью, меньшей скорости жидкости в прилегающей к ним части полости, то уменьшается энергия жидкости, находящейся в полости, и ее окружная скорость. [c.9] Влияние наружных цилиндрических границ боковой полости особенно существенно при отсутствии протечки в полости или при ее наличии от периферии к центру, так как импульс, полученный на наружной границе, переносится радиальным расходом через всю полость. При протечке противоположного направления влияние периферийной границы на течение в полости весьма слабое, а при значительных протечках очо практически исчезает, за исключением случая значительного превышения окружной скорости на внешней границе периферийной скорости вращающегося диска, ограничивающего полость. [c.9] Вернуться к основной статье