Напор, потери энергии, КПД

Теоретический Напор, создаваемый рабочим колесом осевой машины может быть вычислен по уравнению Эйлера, в котором следует . При этом условии получаем уравнение (4.7). Введём в это уравнение коэффициент расхода :

(4.17)

определяющий объёмный расход, приходящий на единицу площади поперечного сечения решётки лопастей.

Тогда получим

(4.18)

Теоретическое давление, создаваемое колесом,

. (4.19)

Потери энергии в осевых машинах обусловливаются трением и вихреобразованием в проточных полостях, перетеканием части потока через зазоры, механическим тернием в подшипниках и уплотнениях.

Эффективность решёток осевых машин для несжимаемой жидкости может оцениваться посредством КПД решётки

, (4.20)

где р и - действительное и теоретическое повышение давления в решётке; - потери давления в решётке.

Если решётка повышает давление с до , то

. (4.21)

Для несжимаемой жидкости по уравнению (4.6)

(4.22)

Из планов скоростей входа и выхода следует

.

По уравнению (4.10) для решётки с

.

Следовательно,

. (4.23)

В соответствии с рис. 4.7

(4.24)

Рисунок 4.7 Составляющие силы, действующие на лопасть осевой машины

Подставив значения и в выражение (4.23), после преобразования получим

, (4.25)

где - обратное качество профиля.

Для лопаток осевых машин . При и КПД решётки .

Для повышения КПД осевой машины следует применять профиля с возможно меньшими значениями .

От теоретического давления, определяемого равенством (4.19), переходим к действительному давлению

. (4.26)

Действительное давление, создаваемое ступенью осевой машины, есть результат совместного действия подвода, решётки рабочих лопастей и отвода (диффузора).

В отводе проявляется диффузионный эффект, повышающий давление,

. (4.27)

где и - абсолютные скорости на входе и выходе отвода (диффузора).

Если - потери давления в подводе и отводе, то давление, создаваемое ступенью,

. (4.28)

Потери рассчитываются по формулам гидравлики. Коэффициенты местных потерь зависят от конструктивных форм подвода и отвода.

Механический КПД учитывает потери энергии от трения в уплотнениях, подшипниках и дискового трения,

.

Объёмные потери незначительны, .

Гидравлический КПД ступени

(4.29)

Для осевых насосов и вентиляторов .

Полный КПД ступени

Мощность на валу

(4.30).

Дата добавления: 2014-12-08