ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Конструкция и рабочий процесс радиального турбодвигателя из "Гидравлика и гидропровод Издание 3 " Радиальный турбодвигатель, конструкция которого представлена на рис. 21.1, является обособленным агрегатом с горизонтальным валом, включающим в себя консольно закрепленное рабочее колесо и опорный узел с несущими подшипниками. Рабочее колесо сборной конструкции представляет собой круговую решетку с 16-ю цилиндрическими лопатками, обращенными вогнутой стороной навстречу потоку и ограниченными по высоте двумя дисками — коренным и передним. Коренной диск колеса является несущим, на нем закреплены лопатки, а через них винтами — передний диск. Ступица коренного диска имеет форму, обеспечивающую плавный разворот потока в осевое направление на слив. Поток жидкости к рабочему колесу подается через спиральный подвод прямоугольного поперечного сечения. На входе в спиральную камеру установлен конфузор. На выходе из рабочего колеса турбодвигателя в отводящем патрубке установлена подпорная диафрагма, обеспечивающая поддержание избыточного давления в потоке во избежание кавитации. Она одновременно выполняет роль устройства для успокоения осевого вихря в сливной трубе, в связи с чем оснащена четырьмя неподвиж-ными радиальными лопатками. Это устройство называют спрямителем потока. Колесо закреплено на валу винтом. Вал установлен в подшипниковом узле. [c.426] Для повышения КПД и надежности подшипникового узла турбодвигателя, он оснащен торцевыми ушютнениями рабочего колеса, состоящими из прижатых друг к другу твердосплавных металлокерамических колец, первое из которых жестко закреплено в диске рабочего колеса, а второе — в стакане, поджатом подпружиненным опорным диском, зафиксированным в корпусе при помощи болтов. Конструкция стакана обеспечивает гидравлическую разгрузку металлокерамических пар трения, а уплотнение зазора между ним и корпусом обеспечивается, с одной стороны, резиновой манжетой, а с другой — круглым резиновым уплотнительным кольцом. Такие уплотнения практически полностью исключают утечки рабочей жидкости. Для улучшения динамических характеристик турбодвигателя на его валу может быть установлен маховик. [c.428] Уо — скорость жидкости в напорном трубопроводе. [c.428] Ус — скорость жидкости в сливной трубе. [c.429] Причем величина угла ai остается практически постоянной по всей окружности колеса независимо от режима работы турбодвигателя. [c.430] При входе потока в решетку лопастей его вектор скорости в относительном движении wi, направление которого определяется углом yi к вектору переносной скорости ui, в расчетном (оптимальном) режиме (когда u ию, где uw — линейная скорость колеса в расчетном режиме) должен совпадать с касательной к оси межлопастного канала, форма которой идентична скелетной линии лопасти с входным УГЛОМ рь Из этих соображений обычно профилируются лопасти рабочего колеса. Однако, в других (нерасчетных) режимах работы турбодвигателя, т.к. величина угла yi зависит от скорости uj, значения углов yi и i не совпадают. В связи с этим, аналогично изложенному в главе 20, вектор wi можно разложить на две составляющие — осевую WI, направление которой совпадает с касательной к средней линии межлопастного канала, и окружную wi , параллельную окружной скорости колеса ui. Причем при uj ию составляющая wi совпадает по направлению с и/, а при ui ию — противоположна ему. [c.430] Однако, фактическое значение угла потока после выхода его из решетки лопастей будет несколько отличаться от аг по рис. 21.3 за счет конечной толщины лопасти на выходе и непотенциального относительного течения при конечном числе лопастей. [c.431] На выходе из решетки лопастей поток жидкости имеет абсолютную скорость уг, которая в общем случае направлена не радиально и может быть разложена на составляющие у2г и 2и. Вторая составляющая определяет закрутку потока на выходе из рабочего колеса, направление которой в дооптимальных режимах противоположно вращению колеса, а в заоптимальных совпадает с ним. [c.431] С энергетической точки зрения закрутка потока на выходе из решетки лопастей приводит к потерям энергии жидкости, проходящей через турбодвигатель. Вначале она препятствует движению потока через колесо в направлении, противоположном действию центробежных сил, возбуждаемых вращением жидкости с окружной скоростью У2и, а затем, входя в спрямитель потока, полностью исчезает на его лопастях, что также сопряжено с потерями напора. [c.431] По данным расходных характеристик ряда радиальных турбодвигателей, имеющих различные удельте быстроходности, с учетом зависимости (21.13) установлено, что СЕзависит от окружной составляющей скорости относительного движения жидкости в межлопастном канале н-1 . Причем имеет минимум, который соответствует разности углов расхода в абсолютном и относительном движения У1 — ) 1 - 12°, независимо от величин входных углов решетки лопастей. Отсюда можно сделать вывод об оптимальной величине входного угла лопасти =01+ 12. Однако, т.к. минимум сохраняется в достаточно широком диапазоне изменений величины 1 , то без заметного ущерба для КПД угол/З1 может быть принят и с отклонением от оптимальной величины и практически принимается в пределах 30°. [c.435] На основе зависимости (21.13) и графика на рис. 21.4 можно рассчитать расходную характеристику диального турбодвигателя 0 0((0), типичный вид которой приведен на рис. 21.5. [c.436] Вернуться к основной статье