无功叶片-凯发官方

    到目前为止,有关在旋转系统中边界层的基本关系式我们还了解得很少。最近容克劳斯的研究给了我们了解这一问题的基本知识。他发现,在旋转流道中的相对流动与在固定流道中的等剪切流动相似的。并指出,在这两种情况下的边界层关系式也是一样的。例如,这种流动可以在一个直的流道中产生,其中ー个壁沿一个方向运动,面另一个壁则向另一个方向运动。    h&middo;赖夏特曾研究了这种形式的流动,对浸没于流体中的转动带所限定的空问进行了研究(图33)。把这种流动情况与图32所示的一个直叶片叶轮的形流道内所形成之相对涡流进行比较以后,便可看出,这两种形式的流动基本上是相似的。这种形式流动可见性的研究出现了一些奇怪的现象。如出图34所示,沿一块平板的平行流动中,有一个明显的分离点发生在平板前的下部,而且滞止点在气流的中央。这就表明了在我们能够精确掌握气流经离心叶轮的情况以前,还必须积累大景的资料,正如轴流式长久以来所做那样。但是,通风机制造者不可能等到这些资料完备了以后再来设计制造,所以除了发展完全基于试验研究的方法外,没有其它的择。   这可见性的倾究还使得一些问题得到了证实,例如在叶片的非工作面上必然存在着气流的分离。图17中,所示的气流分离,库夏斯基只是作了理论分析而已。无论如何，下述的主要观点看来是正确的:却由于边界受离心力的影响(这种影响的程度和叶片的形状有关),将使边界层沿径向外移。这种现象使得气流分离的程度城弱。所以可以说,旋转扩压器要比固定扩压器好。这也可能是径向片流道并不像人们所像那样差的原因,正如扩张得很剧烈的流道往往所表现的那样。由于同样的原因,旋转的弯曲叶栅会比固定的叶栅要好。应用这一观点造成了各种不同的叶片形状。    由于在旋转流道中边界层的特性很不确定,所以,没有完备的试验台架测试条件,通风机的理论发展工作看来是不可能的。因此,对于通风机工作中具有严谨性的各方面工作,良好的试验设备是十分重要的。    由以上所述的试验,有可能得到一个气流分离的大致形状。这些知识可为我们提供一个近似估算减功系数的方法。假设死区的近似面积已知,则由图35看出,该死区是叶片流道实际几何宽度a与起作用的主气流流道宽度a&pime;间的差。由此导致的速度三角形变化示于图35。从图中看出,相对速度和绝对速度的角度均发生了相当大的变化。与斯托多拉的推断相符,流道宽度a&pime;时的△c,比流道宽度α时的要小。由前述的减功系数计算便可以推断,在叶片角相同的情况下,可以采用较窄的叶片。也就是说,叶片数将按z=(a/a&pime;)增加。所以,用z&pime;=z(a/a&pime;)取代公式(43)中的z,即得                    ε=1/（1 （1.5 1.1&bea;2/90）/（z(a/a&pime;)（1-（1/2）2））    然这一公式只能是作为在已知a'的惜况下来计算减功系数的一种方法。考虑到前向叶片和径向叶片时,在叶片非工作上有很大的死区,所以用这种方法计估计理论压力时,往往不可能得到如同后向叶片同样的准确性,所需的修正系数由试验确定。    准确的出口速度三角形是出基尔顿的试验得出的。各个别数值是按转矩和总的气流量的测试得到的,cm只表示其平均值。所以,这种表达法并不能真正代表图35所示的那种只气流部分充满时的实际角度。但是对于这个图的说明还是有益的,因为研究该图使我们对有限片数的问题有了一个清楚的了解(图36)。在图36的每一个图中,均示出了无限多叶片时的出口速度方向以及额定流量时的点,其中,叶片数为32的叶轮是一个特殊情况。在这种窄叶片流道中,摩擦似乎是反方向作用的,但对此至今未找到明显的原因。由于这一现象而使得这种型式的叶轮具有非常不好的效率曲线。 在图中只考虑了超过額定流量时的情况。 现在,可以清楚地看出以下的关系: (1)各个实际出口相对速度的方向几乎是重合的。 (2)减功系数随流量的增加减小。 由(1),如果假设&bea;2为常数,则可以简单地得出一条规则:当流量增加时,理论压力将减小。 由图37得到:    

   由于叶片有一定的厚度,所以主气流的有效通流面积,比在叶轮叶片前的面积有所减小。如果把叶片进口圆按图44那样展开成一条直线,则可很容易看出叶片厚度对速度三角形的影响。首先,由于叶片的厚度s使横截面a&squo;-b&squo;/比a-b截面减小(-σ)/。所以,径向速度由c0m增加到c1m。cm的数值按上述比例的反比变化,则有：         如果叶片进口角与叶轮进口处气流的相对角&bea;0相同,则在叶片流道进口处的ω0必须加速至ab。这样,即产生一个负cu的值db。这表明叶片进口不是和通常所假设的那样无功的,而是和透平叶片的作用一样。显然,这种作用是应该避免的。cu=0的条件只有在使叶片进口角从&bea;0变化到&bea;1时オ能实现,所以,ω0就应増加到ω1,即进口发生加速。这样上述透平叶片的作用也就避免了。因此,叶片角可以由下式求得                  an&bea;1=an&bea;0 /（-σ）；  σ=s/sin&bea;1    其次&bea;0变到&bea;1后会发生沖击。这种冲击作用只能用适当减小s值的办法来减弱。当然,这种冲击是不能完全被消除的。在离心泵的设中发现将叶片进口的内边削尖是会有好处的。在通风机设计中,由于广泛使用薄板型叶片,而不象水泵制造那样采用浇铸的,所以阻塞较小,影响也就较小。因此,上述的修正在人多数通风机中已足够了。    这里必须着重指出的是:无冲击进口几何形状的要求只是对那些叶片节距很小的叶轮才是正确的。如果叶片节距很大,如机翼型叶片时,无沖击进口的角度扩大到一个相当大的范围。而且对于机翼型叶片,气流发生分离时的角度反倒是非常重要的。由此可得出:叶片数多时,冲击损失就比较大,特别是流量不同于无冲击的额定流量时更是如此。不过,不应忘记,具有一定厚度叶片的叶轮,绝对的无冲击进口是不可能的。