Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

СТАЦИОНАРНЫЕ МАШИНЫ

Долганов А. В.,

2.8. Типовые характеристики турбомашин

Каждая турбомашина имеет свою определенную, присущую только ей, индивидуальную характеристику для постоянного числа оборотов. Поэтому распространять эту характеристику на другие машины нельзя, если даже между ними имеется внешнее сходство.

Однако, если турбомашины будут подобны друг другу, то всем им будет присуща одна единая характеристика, которую называют безразмерной или типовой, так как она обезличена и непосредственно не связана ни с одной из машин.

Турбомашины называются типовыми или серийными, если они геометрически подобны друг другу (отношение элементов проточной части колеса постоянно, например, b2/D2, одинаковые углы наклона лопастей и т. д.), кинематически подобны (скоростные треугольники входа и выхода подобны, т. е. происходит пропорциональное изменение всех скоростей в одном отношении) и число Рейнольдса сохраняется в этих машинах неизменным или отклоняется не более чем в 3 раза [5].

(2.58)

Теоретический напор идеальной турбомашины, согласно формуле (2.40), можно представить в виде соотношения

(2.59)

или

(2.60)

где φ – коэффициент, равный отношению ширины колеса на выходе к его диаметру, φ = b2/D2; μ∞ – теоретический коэффициент напора при
z = ∞. Достаточно в формулу (2.59) подставить значение входящих в нее величин, чтобы убедиться что μ∞ является безразмерным коэффициентом, не зависящим от размеров машины и скорости ее вращения.

Обозначив в формуле (2.60) ctgβ2/π·φ через В1 и Q/U2·D22 через ξ (соответственно В1 – конструктивный параметр серии и ξ – типовая характеристика расхода турбомашины), получим

(2.61)

(2.62)

(2.63)

В отдельности установить опытным путем каждый из этих коэффициентов затруднительно, но сравнительно просто найти их произведение µ, которое можно вычислить, измерив напор машины и число ее оборотов при данном диаметре рабочего колеса D2. В этом случае безразмерный (типовой) коэффициент напора μ для насосов [5]

(2.64)

а в случае вентиляторов, когда h дается в кг/м2,

(2.65)

, (2.66)

где ψ – коэффициент, равный отношению ширины колеса на выходе к его диаметру, ψ = b2 / D2.

Произведение коэффициентов, заключенное в скобки, является безразмерной величиной, одинаковой для типовых турбомашин на сходственных режимах и не зависящей от D2 и U2, называемой типовым коэффициентом подачи δ турбомашины. Отсюда типовой коэффициент подачи

(2.67)

Для связи параметров серийной турбомашины с внешней характеристикой сети акад. М. М. Федоров ввел безразмерный коэффициент отнесенного отверстия сети φ, численно равный отношению

(2.68)

Типовая характеристика турбомашины в прямоугольных координатах φ – μ, φ – δ и φ – η показана на рис. 2.17.

Располагая этой характеристикой и задаваясь желаемым значением к.п.д. машины, легко найти μ, δ или φ.

Для построения типовой характеристики необходимо по индивидуальной характеристике турбомашины (для соответствующих Q, Н и η), используя формулы (2.62), (2.67) и (2.68), вычислить μ, δ и φ, а затем построить по точкам кривые φ = f (μ), φ = f (δ) и φ = f (η).