Круговая решетка

Бесконечную совокупность одинаковых крыловых профилей, одинаково ориентированных и расположенных с постоянным шагом вдоль некоторой прямой, называют плоской гидродинамической решеткой. Такая решетка получается, если лопастную систему рабочего колеса осевой турбомашины (гидравлической, паровой или газовой турбины, насоса, вентилятора, компрессора) рассечь круговой цилиндрической поверхностью и развернуть па плоскость. Для турбомашин другого типа (радиальных) профили располагаются вдоль окружности и образуют круговую решетку. Исследование взаимодействия гидродинамических решеток с потоком жидкости или газа составляет одну из центральных задач теории турбомашин. В частности, для прочностных расчетов лопастной системы необходимо знать гидродинамические силы и моменты, действующие на лопасти рабочих колес турбомашин. [c.268]

В теории гидродинамических решеток, работающих на однофазном потоке, классическим приемом является сведение движения в круговой решетке к движению в плоской решетке. Для этого цилиндрическая поверхность, пересекающая лопатки, развертывается в плоскость, как это показано на рис. 23. [c.28]

Решетка лопаток (или профилей) рабочего колеса показана на рис. 5.7. Геометрические величины, характеризуюш,ие решетку профилей рабочего колеса, во многом аналогичны таким же для сопловой решетки. Поэтому их рассматривают шаг решетки t — как расстояние между соседними лопатками (при этом для круговой решетки различают шаг решетки на входе и выходе t ) ширину решетки В — как размер ее в направлении оси [под осью понимается прямая, перпендикулярная линии, соединяюш,ей соответственно точки лопаток на входе (передний фронт решетки) или на выходе (задний фронт решетки)] хорду профиля Ь — как расстояние между концами средней линии лопатки входной и выходной установочные углы 2л — как углы между соответствующим фронтом решетки и касательной к оси лопатки (средней линии) на входной и выходной кромках установочный угол ауст — как угол между хордой профиля и фронтом профиля углы входа и выхода потока и рз — как углы между соответствующим фронтом решетки и направлением скорости Б относительном движении на входе и выходе угол изгиба профиля — как 0 = 180 — (Pi + Ргл) угол поворота потока в решетке — как В = 180 — (Pi + Ра) угол атаки i — как угол между вектором скорости на входе в решетку в относительном движении Wj и касательной к средней линии (оси) профиля на входной кромке (i = р1л — Pi)i угол отставания потока — как б = Ра — Ргл относительный шаг решетки — как t = t/b высоту решетки /р — как расстояние между ограничивающими поток поверхностями в направлении, ортогональном направлению течения и фронту решетки. [c.96]

При определении характеристик гидродинамических передач используется струйная теория [12, 14, 19, 27], основные положения которой применительно к круговым решеткам гидродинамических передач сводятся к следующим а) лопасти формируют поток рабочей жидкости, движущийся через колесо б) движение жидкости в каналах, образованных лопастями, принимается струйным и расчет ведется по скоростям, отнесенным к средней струйке в меридиональной плоскости, в которой вся масса потока считается сосредоточенной в) потери энергии в рабочей полости, обусловленные вязкостью жидкости и ее течением определяются по зависимостям, используемым при расчетах сопротивлений в неподвижных трубопроводах. [c.24]

Кромочные следы лопаток направляющего аппарата, а также неравномерность полей скоростей по углу охвата спиральной камеры вызывают неравномерность окружных скоростей. Обтекание лопасти неравномерным потоком создает переменную во времени динамическую нагрузку, расчет которой и представляет значительные математические трудности. Некоторые авторы [25, 87] задачу обтекания плоской решетки профилей в неоднородном потоке решают в линейной постановке. Можно предположить, что возмущения, возникающие при обтекании круговой решетки, вызванные нестационарностью потока, имеют тот же характер, что и при обтекании прямой решетки. Это позволяет переносить результаты теоретического анализа нестационарного обтекания прямой решетки на обтекание лопасти. [c.9]

Круговые решетки получаются в сечениях кольцевых решеток радиальных турбомашин плоскостью, перпендикулярной к оси вращения. [c.104]

Круговую решетку (рис. 38), состоящую из N профилей, можно получить в результате N последовательных поворотов профиля вместе [c.104]

По теореме о моменте количества движения (которая применяется в случае круговой решетки вместо теоремы о количестве движения) изменение момента количества движения жидкого объема за единицу времени должно быть равно сумме моментов всех сил, действующих на жидкость в этом объеме. Применим эту теорему к потоку через круговую решетку. Обозначим через /И результирующий момент (относительно оси симметрии) сил давления жидкости на единицу длины всех лопаток и получим [c.105]

Рассмотрим плоское потенциальное сплошное течение несжимаемой жидкости через неподвижную круговую решетку из N лопаток с угловыми выходными кромками (рис. 52). Профилям Ь круговой решетки отвечают в плоскости годографа комплексной скорости У — Уе некоторые замкнутые контуры, смещенные друг относительно друга [c.136]

Рис. 52. Годограф скорости течения через круговую решетку.

Вращающуюся круговую решетку по описанному методу годографа скорости построить нельзя, так как условия на границе движущегося профиля нелинейны в плоскости годографа однако, как будет показано ниже (в 22), возможно произвести другим методом расчет распределения скорости на профиле построенной круговой решетки при ее вращении с постоянной угловой скоростью. [c.139]

Построение двухрядной круговой решетки новой задачи, по сравнению с рассмотренными, не представляет. [c.144]

Рнс. 68. Вращающаяся круговая решетка. [c.187]

Важный частный случай представляет расчет обтекания круговой решетки, рассмотренной выше (в 12 и 16), которая вращается с постоянной угловой скоростью (О (рис. 68). В этом случае относительное движение —у , где У" р = ц = м X стацио- [c.187]

Таким образом, относительное течение через вращающуюся круговую решетку — вихревое с постоянной завихренностью, равной удвоенной угловой скорости вращения. Функция тока такого течения удовлетворяет уравнению Пуассона с постоянной правой частью [c.188]

Распространение изложенного метода на случай круговой решетки требует дополнительного предположения о характере потока. Такое распространение (в более общем случае вращающейся решетки) произведено В. Т. Митрохиным [55]. [c.239]

Такое исследование (в еще более общем случае вращающейся круговой решетки) было выполнено В. Т. Митрохиным. [c.402]

Zr—1о/о Nb Симметрично по круговой решетке [c.303]

Круговая решетка с таким изменением коэффициента пропускания называется зонной решеткой Френеля. Из выражения (5.2.21) следует, что она обладает свойствами выпуклой и вогнутой линз—преобразовывает плоскую волну в расходящуюся и сходящуюся сферические волны. [c.353]

В сечении плоскостью, перпендикулярной к оси вращения, представляет круговую решетку профилей. Подвод воздуха к рабочему колесу осуществляется с помощью входного патрубка, имеющего форму цилиндра или более сложного тела вращения (рис. 12). Воздух, "выходящий из рабочего колеса, поступает в спиральный корпус с радиальными сечениями в виде прямоугольника, обечайка которого очерчивается по кривой, близкой к логарифмической спирали. Корпус служит для преобразования части динамического давления выходящего из колеса потока в статическое, а также для отвода воздуха в определенном направлении. [c.849]

Впервые попытка применить гидродинамическую теорию круговых решеток к расчету вращающихся колес и неподвижных направляющих аппаратов турбомашин принадлежит П. А. Вальтеру (1925, 1926). Он распространил теорему И, Е. Жуковского о подъемной силе для изолированного профиля и профиля в прямой решетке на случай круговых решеток. Кроме того, им была установлена аналогия между течениями в прямой и круговой решетках, получающихся друг из друга конформным отображением соответствующих плоскостей. [c.852]

Секции изготовляются из чугуна, углеродистой или хромистой стали. Внутри секций по плотной или скользящей посадке устанавливаются направляющие аппараты, иредставляющие собой круговую решетку неподвиж1ных 166 [c.166]

Для получения противоточной схемы движения газа и жидкости с повышенными относительными скоростями сконструирован центробежный теплообменный аппарат (ЦТА), ие имеющий вращающихся частей [14]. Его схема показана па рис. 1-4. В корпусе аппарата размещены один или несколько теплообменных эле мен-тов, в которых происходит непосредственный контакт газа с жидкостью. Каждый теплообменный элемент состоит из двух частей газонаправляющей круговой решетки с Ис.г каналами для тангенциальной подачи газа газоотводящего патрубка с каналами для тангенциальной подачи жидкости. Для обеспечения гидродинамической устойчивости газожидкостной системы производится тангенциальная подача газа и жидкости с вращением их в одну сторону, причем выходные отверстия сопел жидкости располагаются в устье аппарата вблизи торцевой части круговой решетки [c.12]

Живое сечение решетки /=/с.г//р также оказывает влияние на скорость ы кр, которая понижается при / < 6 % вследствие неравномерности подвода газа к слою по окружности решетки и возникновения локальных зон с повышенными относительными скоростями (рис. 1-6, а). Выявлено влияние относительного диаметра круговой решетки Dj,/D на критическую скорость. Наибольшая Wkp наблюдается при D nlD= 1,05 4-1,15 (рис. 1-6,6). Были исследованы ЦТА, имеющие различные геометрические размеры и конфигурацию внутренней поверхности газоотводящих патрубков. Как оказалось, конфигурация поверхности патрубков не оказывает существенного влияния на значение аУкр. [c.17]

Наиболее исследован установившийся поток через плоские решетки в слое постоянной толщины, называемый просто плоским установившимся потоком, соответствующим идеализированному течению в осевых или радиальных турбомашинах с цилиндрическими или плоскими осредненными поверхностями токов. Неустановившиеся потоки (которые ниже подробно не рассматриваются) изучены только в частных случаях плоского течения несжимаемой жидкости через врашающиеся круговые решетки, колеблющиеся решетки и двухрядные решетки с относительным движением рядов. [c.13]

Таким образом, исследование обтекания неподвижной плоской круговой решетки не представляет новой задачи и сводится с помошью преобразования (12.5) к соответствующей задаче для плоской прямой решетки. Обратно, из любого известного обтеканий прямой решетки, расположенной вдоль мнимой оси плоскости С, с помощью отображения, обратного по отношению к (12.5), [c.106]

Для построения круговой решетки по ее заданному годографу скорости необходимо прежде всего отобразить неоднолистную область годографа круговой решетки на обычную область во вспомогательной плоскости -гю. Для этого проще всего применить функцию вида (16.1) [c.138]

Струйное течение через круговую решетку со струями, уходящими в бесконечность, возможно только в том случае, когда течение происходит от центра д — О (рис. 52). В этом случае струя, выходящая из каждого межлопаточного канала, асимптотически приближается к прямой полосе с шириной Q V2. Г одограф скорости такого течения содержит сток на отрезке контура с постоянной величиной скорости V —1 2 3 неоднолистность вида (16.1) имеется только в окрестности точки V = У . [c.138]

Воз.можности применения мембранной аналогии в прямой задаче теории решетки поясняются по рис. 103 на примере круговой решетки, причем для большей ясности изображения взята решетка из четырех радгальных пластин. Вместо бесконечного потока рассматривается поток, ограниченный концентрической окружностью, на которой укрепляется горизонтальная пленка. [c.265]

В зависимости от расхода воздуха и степени повыщения давления центробежные компрессоры изготовляются как с лопаточным диффузором, так и с безло-. паточным. Крупные высоконапорные компрессоры снабжаются лопаточным диффузором. При этом часто предусматривается возможность установки на один компрессор различных диффузоров, в зависимости от требований потребителя. Лопаточный диффузор представляет собой круговую решетку из профилированных лопаток 4 (рис. 60). Проходное сечение такого диффузора возрастает вследствие увеличения радиуса и угла.между вектором скорости движения потока и тангенциальным направлением, что достигается наличием лопаток. Размер диффузора в значительной мере определяет габаритные размеры компрессора. Б большинстве конструкций современных малых центробежных компрессоров применяют безлопаточный диффузор. [c.115]

Путем обобщения формулы Шварца — Кристоффеля на случай решетчатой области были построены решетки из симметричных четырехугольников (Э. Л. Блох, 1947) и из произвольных треугольников в прямой и в круговой решетках (Д. А. Войташевский, 1953, 1956). Этим же способом в принципе можно получить решетки из многоугольников с произвольным числом сторон (Л. И. Седов, 1950). [c.118]

Задача о произвольной нестационарной деформации профилей или их движения при постоянной циркуляции в потенциальном потоке сводится к вычислению квадратурами типа (3.13) дополнительной касательной к контуру слагающей Vg скорости по ее заданной нормальной слагающей Vfi иди же к решению соответствующей неоднородной задачи относительно функции тока или потенциала течения вытеснения . Первая задача такого рода — о плоском движении жидкости в треугольной полости вращающегося тела — была решена Н. Е. Жуковским в 1885 г. (эта задача имеет отношение к течению во вращающейся радиальной решетке с прямыми лопатками). Вращение одиночного тонкого профиля и двух профилей тандем было изучено Л. И. Седовым в 1935 г. затем им же был дан общий подход к решению подобных задач в рамках теории тонкого профиля. Общие свойства потока через вращающуюся круговую решетку и, в частности, ее конформное отображение на прямую рассмотрел П. А. Вальтер в 1926 г. Основные задачи обтекания таких решеток решены Г. И. Майка-паром (1949, 1953, 1958, 1966), Л. А. Дорфманом (1956), Т. С. Соломаховой [c.125]

За рубежом развитая теория потерь на входе в решетку появилась на несколько лет позже ). Аналогично были определены параметры потока, проходящего через перфорированную стенку, рассматриваемую как решетка отрезков одной прямой (Г. Л. Гродзовский, 1953), а также потери при течении через круговые решетки — неподвижные и вращающиеся (В. Т. Митрохин, 1958, 1960 Н. Б. Трайнер, 1967). [c.131]

Дальнейшие систематические исследования рабочего процесса в центробежной ступени подготовили следующий шаг по усовершенствованию аэродинамических схем центробежных вентиляторов.Было установлено, что при увеличении диффузорности кольцевого канала, в котором осуществляется подвод воздуха к лопаткам колеса, т. е. при увеличении ширины колеса, в случае загнутых назад лопаток улучшаются условия обтекания круговой решетки. Местоположение точки отрыва пограничного слоя от переднего диска колеса смещается при этом вниз по потоку за счет естественного подсоса через соплообразную кольцевую щель между рабочим колесом и входным патрубком. На основе этих и других исследований в пятидесятых и шестидесятых годах в нашей стране и за рубежом были разработаны новые схемы центробежных вентиляторов с сильна загнутыми назад листовыми и профильными лопатками с высокими кпд, достигающими 85—89%. [c.850]

Дальнейшее теоретическое исследование течения в рабочем колесе центробежной ступени приводит к сложной задаче определения трехмерного неустановившегося течения в пространственной круговой решетке конечной ширины с учетом формы переднего и заднего дисков колеса. Решение этой задачи приводится в работах С. В. Валландера (1958), Г. Ю. Степанова (1962), А. Ф. Макарова (1967), Я. А. Сироткина (1959, 1967) и др. К числу нерешенных на сегодняшний день вопросов следует также отнести вопрос о расчете пограничного слоя, образующегося ва лопастях пространственной круговой вращающейся решетке рабочего колеса. [c.852]

В дальнейшем считаем, что бесконечновихревая решетка является пределом конечновихревых конфигураций, состоящих из вихрей, расположенных на расстоянии не более чем К от начала координат при К стремящемся к бесконечности [2, 8], то есть бесконечная решетка представляет собой предел круговой решетки, состоящей из конечного числа вихрей. Далее будет показано, что форма этой решетки влияет на динамику бесконечной решетки. Обозначим получаемый таким образом результат суммирования в (2.1) символом [c.338]

Результаты [6.31] подтверждают гипотезу аффинности с достаточной для практики точностью. Иллюстрацией этому служит рис. 4.17. Цилиндрическая жесткость круговой пластины для круговой решетки с одинаковыми отверстиями, а также и для треугольной решетки определялась О, Н. Ивановым. Эта задача рассмотрена им в статьях [6.17], [6.18], при этом в [6.18] приведены формулы для D в случае свободно опертых и защемленных сплошных пластин. Жесткость пластины с квадратной сеткой отверстий выше, чем той же пластины с треугольной сеткой (на 10—25%). [c.303]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...