книги / Насосы и компрессорные машины

Фиг. 140. Дымосос Д-300/400 (продольный разрез).

Опорами вала служат два сферических роликоподшипника, охлаж­ даемые водой, циркулирующей по змеевику, расположенному в масляном картере в корпусе машины. Охлаждение действует посто­ янно только у дымососов.

На сварной раме вместе с двигателем устанавливается и корпус подшипника. Опорная рама заливается в бетон фундамента.

Вал двигателя с валом вентилятора соединяются с помощью эластич­ ной пальцевой муфты (фиг. 139).

На фиг. 140 изображен продольный разрез, а на фиг. 141 — бо­

пусами упрощенной формы, но позволяющие работать с высокими к.п.д. (69—71%). Торцовые листы спиральной камеры имеют съем­ ные защитные (броневые) листы. У всех машин установлены под­ шипники качения.

Ходовая часть вентилятора и двигатель крепятся к фундаментной раме сварной конструкции, заливаемой в бетон фундамента и связан­ ной с ним анкерными болтами или сваркой с арматурой фундамента. Фундаменты больших и средних машин должны иметь каналы для подвода незапыленного воздуха, охлаждающего двигатели.

Газопроводы и воздухопроводы изготовляются из листовой стали. При большой длине они выполняются с прямоугольным сечением. Такой воздухопровод собирается из четырех стальных угольников, к которым привариваются стальные листы. Для придания воздухо­ проводу большей жесткости через каждые 1—1,2 м длины привари­ ваются пояса жесткости. Длинные воздухопроводы выполняются круглого сечения.

Фиг, 142, Мельничный вентилятор ВМ -75/12004

ХАРАКТЕРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ И ВЕНТИЛЯТОРОВ 165

При переходе от прямоугольного сечения к круглому диаметру последний определяют по формуле [20]:

5

где d — диаметр круглого сечения;

а и b — стороны воздухопровода четырехугольного сечения. Скорость движения холодного воздуха в воздуховодах должна быть не более 10 м/сек, а горячего не более 15 м/сек. Для того чтобы уменьшить износ воздуховодов, их внутренние поверхности покры­ вают специальными лаками (бакелитовым, битумным, перхлорвини-

ловым и др.).

Глава V

ОСЕВЫЕ НАСОСЫ И ВЕНТИЛЯТОРЫ

§ 1. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ОСЕВОГО НАСОСА

Осевой насос, так же как и центробежный, относится к классу лопастных машин.

В отличие от центробежного в осевом насосе основная масса жидко­ сти движется параллельно оси рабочего колеса. Осевые насосы могут

зующих диффузорные каналы. Закрученный рабочим колесом поток, проходя через спрямляющий аппарат, приобретает осевое направление, причем скоростной напор его преобразуется в статический. Частица жидкости, попадающая на лопастное колесо, вращается вокруг оси насоса и одновременно движется вдоль нее.

При проектировании и эксплуатации осевого насоса необходимо знать зависимости между основными параметрами потока перекачи­ ваемой жидкости и основными параметрами рабочего колеса и спрям­

кости при входе и выходе из колеса.

В осевом насосе частица жидкости, двигающаяся вдоль оси колеса, все время находится на одном и том же расстоянии от оси.

Так как угловая скорость вращения колеса о> = const, то перенос­ ная скорость любой частицы жидкости в пределах рабочего колеса также постоянна:

Фиг. 146. Треугольники скоростей для осевого насоса.

Следовательно, уравнение Эйлера применительно к осевому насосу примет следующий вид:

Из сравнения уравнения Эйлера для центробежных насосов с уравнением (247) видно, что в последнем уравнении отсутствует со­ ставляющая напора, обусловленная работой центробежных сил, за счет которой в основном и создается напор в центробежном насосе. Поэтому в отличие от центробежного насоса, в котором для уменьшения потерь стараются, чтобы W\ » w2f в осевом насосе необходимо соблю­ дать условие w1 > w2.

Создание напора за счет разности относительных и абсолютных скоростей приводит к появлению дополнительных потерь.

Так как в приращении энергии потока в осевом насосе большое зна­ чение имеет диффузорный эффект (w± > w2), то для уменьшения до­ полнительных гидравлических потерь, возникающих при движении жидкости через диффузорные межлопаточные каналы, необходимо более тщательное профилирование и изготовление лопастей.

Для доказательства того, что лопасть рабочего колеса не может быть ПЛОСКОЙ И ЧТО ВХОДНОЙ угол Pi и выходной р2 должны быть различными, обратимся к уравнению (246) и к треугольникам скоростей (фиг. 146).

Подставив значение разности с^и — с\и из уравнения (248) в урав­ нение (246), получим:

Из уравнения (249) видно, что осевой насос будет создавать на­ пор в том случае, если < (32. Чем большим будет различие между углами Pi и р2, тем больше будет закрутка лопасти. У насоса, имеющего большую скорость вращения, при равном напоре лопасти будут более плоские, чем у насоса с меньшей угловой скоростью.

§ 3. ОДИНОЧНАЯ ЛОПАСТЬ КРЫЛОВИДНОГО ПРОФИЛЯ

Для получения высокоэкономичного осевого насоса облопачивание его рабочего колеса и спрямляющего аппарата следует набирать из профилей, обтекание которых происходило бы с наименьшими по­ терями. К таким профилям относятся прежде всего крыловидные про­ фили. В этом случае расчет лопаток можно производить согласно хо­ рошо разработанной методике расчета крыла самолета.

Фиг. 147. Лопасть крыловидного профиля.

Для уменьшения индуктивного сопротивления рабочих лопаток радиальный зазор между ними и корпусом следует делать как можно меньшим. Полагая этот зазор равным нулю, обтекание лопасти насоса можно свести к обтеканию крыла бесконечного размаха при достаточ­ ной длине лопатки по сравнению с хордой ее профиля.

Лопасть крыловидного профиля (фиг. 147) характеризуется сле­ дующими основными параметрами: I — длиною в м\ b — хордой про­ филя в м. Обозначим:

Woo— скорость невозмущенного потока перед лопастью или за ней в м/сек;

а — угол атаки, т. е. угол, образованный направлением скорости и хордой профиля (фиг. 148);

Гг — циркуляция скорости вокруг профиля в м2/сек\ Р — плотность жидкости в кгсек2/м4.

Согласно теореме Жуковского на такую лопасть при обтекании ее реальной жидкостью будет действовать сила Р у, направленная нормально к скорости w*. Эта сила называется подъемной силой. Величину подъемной силы можно вычислить по формуле Жуковского

Если принять длину лопасти, равной единице, уравнение (250) примет более простой вид:

Формула Жуковского имеет огромное научное и практическое значение. Из нее видно, что при увеличении циркуляции увеличива­ ется и подъемная сила. Для практических целей формулой (251) можно пользоваться только в том случае, если может быть определена величина циркуляции Гъ что не всегда возможно.

Подъемную силу профиля значительно проще определить экспери­ ментальным путем. В этом случае в расчет вводят понятия коэффициен­ та подъемной силы Су и коэффициента лобового сопротивления Сх.

Коэффициент подъемной силы, являясь безразмерной величиной, представляет собой отношение

В реальном потоке, при наличии сил вязкости, обтекаемое тело оказывает сопротивление движению жидкости. Сила сопротивления в этом случае называется лобовым сопротивлением и действует по направлению скорости w*-

Величина лобового сопротивления Рх может быть определена по аналогии с величиной подъемной силы Ру также с помощью безраз­ мерного коэффициента С — коэффициента лобового сопротивления,

т. е.

(254)

Суммарная сила взаимодействия реальной жидкости с обтекаемым телом равна геометрической сумме сил Ру и Рх (фиг. 149).

Коэффициенты подъемной силы Су и лобовое сопротивление Сх определяются опытным путем при продувке профилей или их моделей воздухом в аэродинамических трубах. Если профиль предназначен для работы в капельной жидкости, то данные, полученные при обте­ кании воздухом, соответствующим образом пересчитывают. Можно