Giáo trình phân tích các tổn thất của dòng khí khi chuyển động qua cánh động cơ phụ thuộc vào đặc tính hình học và chế độ dòng chảy p1

Chia sẻ: Dgwatg Sags | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

89
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'giáo trình phân tích các tổn thất của dòng khí khi chuyển động qua cánh động cơ phụ thuộc vào đặc tính hình học và chế độ dòng chảy p1', khoa học tự nhiên, vật lý phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình phân tích các tổn thất của dòng khí khi chuyển động qua cánh động cơ phụ thuộc vào đặc tính hình học và chế độ dòng chảy p1

- 85 - Giáo trình phân tích các tổn thất của dòng khí khi chuyển động qua cánh động cơ phụ thuộc vào đặc tính hìnhHÆÅNG 4chế độ dòng chảy C học và CAÏC TÄØN THÁÚT CUÍA DOÌNG KHI CHUYÃØN ÂÄÜNG QUA CAÏNH Âãø xaïc âënh âæåüc caïc täøn tháút cuía doìng (håi, khê) khi chuyãøn âäüng qua caïnh ngæåìi ta thæåìng duìng phæång phaïp thæûc nghiãûm, thäng thæåìng duìng äúng khê âäüng. Nhæîng täøn tháút naìy thæåìng phuû thuäüc vaìo âàûc tênh hçnh hoüc vaì chãú âäü doìng chaíy. 4-1. Âàûc tênh kêch thæåïc hçnh hoüc cuía daîy caïnh vaì chãú âäü doìng chaíy Trong táöng tuäúc bin gäöm coï daîy äúng phun (caïnh hæåïng) vaì daîy caïnh âäüng. Daîy äúng phun laì täø håüp caïc caïnh quûat báút âäüng cuía táöng tuäúc bin âæåüc làõp trãn stato (pháön tènh) cuía tuäúc bin. Daîy caïnh âäüng laì täø håüp caïc caïnh quaût âäüng cuía táöng tuäúc bin, âæåüc làõp lãn räto tuäúc bin. Táút caí caïnh quaût cuía daîy äúng phun âãöu coï daûng präfin giäúng nhau vaì âæåüc bäú trê caïch âãöu nhau. Tæång tæû nhæ váûy, caïnh âäüng cuîng âæåüc bäú trê caïch âãöu nhau vaì coï cuìng mäüt daûng präfin nhæ nhau. 4.1.1 Âàûc tênh kêch thæåïc hçnh hoüc. Âàûc tênh hçnh hoüc cuía caïc daîy caïnh cuía táöng doüc truûc âæåüc biãøu z thë trãn hçnh 4-1: b - Cung cuía präfin (cung caïnh): khoaíng caïch giæîa nhæîng âiãøm xa u z nháút cuía präfin. t - Bæåïc cuía daîy caïnh - khoaíng β1x caïch giæîa caïc präfin kãö nhau. a B - Chiãöu räüng cuía daîy caïnh: a' khoaíng caïch theo âæåìng thàóng βy goïc våïi màût tiãúp giaïp daîy caïnh. b B t l - Chiãöu cao hay chiãöu daìi caïnh a quaût. β2 x ∆ d - Âæåìng kênh trung bçnh cuía daîy caïnh - âæåìng kênh cuía voìng troìn Hçnh 4.1. Âàûc tênh hçnh hoüc cuía caïc daîy caïnh âi qua caïc âiãøm chia âäi chiãöu cao caïnh quaût.
- 86 - ∆ - Bãö daìy cuía meïp ra caïnh quaût - âæåìng kênh cuía voìng näüi tiãúp giæîa caïc âæåìng viãön cuía präfin åí gáön meïp ra. a - Cäø ( chiãöu räüng cuía raînh) - kêch thæåïc beï nháút cuía raînh åí âáöu ra khoíi daîy caïnh. Noï âæåüc âo bàòng âæåìng kênh cuía voìng troìn näüi tiãúp trong raînh. e - Âäü phun håi - tyí säú cuía âoaûn cung coï äúng phun L trãn toaìn bäü chiãöu daìi cuía voìng troìn theo âæåìng kênh trung bçnh cuía daîy caïnh. L e= πd α1E - goïc ra hæîu hiãûu ( âäúi våïi äúng phun caïnh hæåïng ) a1 α1E = arc sin t1 Thäng säú hçnh hoüc naìy thæåìng âæåüc duìng âãø xaïc âënh hæåïng cuía doìng sau daîy caïnh. Thæåìng thç caïc thäng säú hçnh hoüc cuía daîy caïnh ngæåìi ta kyï hiãûu nhæ sau : - Âäúi våïi daîy äúng phun (caïnh hæåïng ): b1 , t1 , B1 , l1 , d1 , ∆1 , a1 , α1E .. - Âäúi våïi daîy caïnh âäüng b2 , t2 , B2 , l2 , d2 , ∆2 , á2 , α2E = arcsin a2/t2 αy ,βy laì goïc âàût cuía präfin trong daîy caïnh - goïc giæîa giáy cung b vaì tám cuía daîy caïnh. Ngoaìi ra caïc âàûc tênh trãn coìn hay sæí duûng khaïi niãûm vãö goïc cos (goïc hçnh hoüc) cuía meïp vaìo präfin (α0k,β1k) (Hçnh 4.2 b), nghéa laì goïc nàòm giæîa âæåìng tiãúp tuyãún våïi âæåìng tám cuía präfin åí âáöu vaìo daîy caïnh vaì phæång cuía täúc âäü voìng. Âæåìng tám cuía präfin laì âæåìng bao gäöm nhæîng âiãøm nàòm caïch âæåìng viãön präfin âãöu nhau (δ = β - βk goüi laì goïc va). Âäúi våïi äúng phun vaì caïnh âäüng phaín læûc thäng thæåìng α0k,β1k gáön bàòng 90o, âäúi våïi caïnh xung læûc beï hån 90o ráút nhiãöu. Cuìng våïi caïc âàûc tênh hçnh hoüc tuyãût âäúi ngæåìi ta coìn duìng caïc thäng säú hçnh hoüc tæång âäúi cuía caïc daîy caïnh: Bæåïc tæång âäúi t = t/b; chiãöu cao tæång âäúi l = l/b; bãö daìy tæång âäúi cuía meïp ra ∆ = ∆/O; âäü reí quaût : 1 l ϑ= = θ d Sæû liãn hãû giæîa âäü reî quaût cuía daîy caïnh vaì tyí säú cuía âæåìng kênh trãn chiãöu daìi caïnh quaût ( θ = d/l) coï thãø biãøu thë bàòng âàóng thæïc : θ +l ϑ= (4-1) θ −l Dæûa vaìo caïc thäng säú hçnh hoüc cho ta gheïp nhoïm caïc daîy caïnh âäöng daûng coï kêch thæåïc hçnh hoüc tuyãût âäúi khaïc nhau. Trong ngaình chãú taûo tuäúc bin coï thãø chia caïc daîy caïnh ra tæìng loaûi theo caïc dáúu hiãûu khaïc nhau :
- 87 - 1) Daîy äúng phun vaì daîy caïnh âäüng phaín læûc ( hçnh 4-2a) 2) Daîy caïnh âäüng vaì caïnh hæåïng xung læûc ( hçnh 4-2c) Co αok αo W1 δ y βk β b r αy a) B a1 α1 ∆ α1k b) x W1 t1 C1 β1k β1 a1 y b am B βy c) a2 β2 β2k W2 t2 x Hçnh: 4.2 Präfin caïc daîy caïnh cuía táöng tuäúc bin a) Daîy caïnh phaín læûc nhoí dáön b) Så âäö xaïc âënh goïc αok (β1k) c) Präfin caïc daîy caïnh xung læûc Trong giåïi haûn mäùi loaûi ( 1 vaì 2 ) coï thãø chia daîy caïnh ra mäüt säú nhoïm theo säú max M åí âáöu vaìo hoàûc âáöu ra - Nhoïm A - dæåïi ám ( M < M* ; M ≈ 0,3 + 0,9 ) - Nhoïm Γ - gáön ám (M* < M < 1,2) - Nhoïm B - væåüt ám (1,1 < M < 1,3) - Nhoïm P - to dáön äúng phun Lavan (M > 1,3 ÷1,5) - Nhoïm Π (læng gaîy) - phaûm vi thay âäøi täúc âäü låïn Trong kyî thuáût ngæåìi ta duìng kyï hiãûu caïc daûng caïnh nhæ sau :
- 88 - Chæî caïi dáöu C - äúng phun hay laì P - caïnh âäüng ; chæî säú - giaï trë trung bçnh cuía goïc vaìo (αo hay laì β1) ; chæî säú tiãúp theo - giaï trë trung bçnh cuía goïc ra hæîu hiãûu (α1E hay laì β1E); chæî caïi cuäúi cuìng - loaûi präfin Vê duû: C - 90 - 12A nghéa laì daîy äúng phun duìng cho täúc âäü dæåïi ám våïi goïc ra vaìo αo ≈ 90o vaì goïc ra hæîu hiãûu α1E ≈ 12o. Khi thiãút kãú daîy caïnh hay phán têch doìng håi trong âoï cáön sæí duûng caïc phæång phaïp tênh toaïn lyï thuyãút cuîng nhæ nghiãn cæïu thæûc nghiãûm. Ta tháúy ràòng, âàûc tênh caïc daîy caïnh khäng chè phuû thuäüc nhiãöu vaìo kêch thæåïc hçnh hoüc maì noï phuû thuäüc vaìo chãú âäü doìng chaíy næîa . Nhoïm thäng säú chãú taûo bao gäöm αo , β1 - goïc vaìo daîy caïnh cuía doìng, C , W - täúc âäü åí âáöu vaìo hoàûc âáöu ra khoíi daîy äúng phun hay laì daîy caïnh âäüng âoï giaîn nåí P1/Po ; P2/P1 säú max Ma = C/a säú, Reynolds Re = Cb/ γ ; γ âäü nhåït âäüng hoüc, xa = u /Ca ; x1 = u/C1 - täúc âäü voìng tæång âäúi ; u - täúc âäü voìng ; Ca - täúc âäü quy æåïc ; tæång âæång våïi nhiãût giaïng lyï thuyãút trong táöng v .v ... Chuï yï ràòng, nhæîng thuí thuáût hiãûn coï âãø giaíi bàòng lyï thuyãút, caïc baìi toaïn trãn laì ráút âäö säü, täún nhiãöu cäng sæïc vaì cuîng khäng tênh âæåüc hãút mäüt säú yãúu täú khaïc. Cho nãn thæåìng ngæåìi ta træûc tiãúp dæûa vaìo caïc kãút quaí thê nghiãûm, trong âoï coï tênh âãún aính hæåíng cuía âäü nhåït vaì âäü chëu neïn cuía cháút loíng. Bàòng thê nghiãûm coï thãø xaïc âënh âæåüc caïc âàûc tênh nàng læåüng vaì khê âäüng læûc hoüc. 4.1.2 Âàûc tênh khê âäüng hoüc cuía daîy caïnh Caïc âàûc tênh khê âäüng læûc hoüc ráút cáön cho viãûc tênh toaïn nhiãût caïc táöng tuäúc bin, maì chuí yãúu laì hãû säú täøn tháút âäüng nàng, hãû säú täúc âäü, hãû säú læu læåüng vaì goïc ra khoíi daîy caïnh cuía doìng. - Hãû säú täøn tháút âäüng nàng trong daîy caïnh laì tyí säú caïc täøn tháút nàng læåüng trong doìng trãn nàng læåüng lyï thuyãút cuía doìng trãn daîy caïnh : + Âäúi våïi daîy äúng phun : ∆h C ζC = (4-2) h o1 + Âäúi våïi daîy caïnh âäüng ∆h 1 ζL = (4-3) h o2 Hãû säú täøn tháút nàng læåüng cuía daîy caïnh phuû thuäüc vaìo caïc âàûc tênh hçnh hoüc vaì caïc thäng säú chãú âäü doìng ( säú M, säú Re , caïc goïc cuía doìng v .v...) ta seî nghiãn cæïu sau : - Hãû säú täúc âäü âæåüc xaïc âënh theo caïc cäng thæïc : C1 W ϕ= ; ψ= 2 C 1t W2 t Trong âoï : C1 , W2 , C1t , W2t - täúc âäü sau daîy caïnh trong quaï trçnh thæûc lyï thuyãút.
- 89 - Nãúu täøn tháút nàng læåüng trong daîy caïnh laì bàòng hiãûu cuía caïc âäüng nàng åí âáöu ra khoíi daîy caïnh trong doìng chaíy lyï thuyãút vaì doìng thæûc, coìn nàng læåüng lyï thuyãút laì âäüng nàng cuía doìng åí âáöu ra khoíi caïnh trong quaï trçnh âàóng enträpi thç : C 2t / 2 − C 1 / 2 2 ζc = = 1 − ϕ2 2 (4-2,a) 2 C /2 1t W2 t / 2 − W12 / 2 2 ζL = = 1 − ψ2 (4-2,b) 2 W /2 1t Nhæ váûy laì khi biãút âæåüc caïc âàûc tênh cuía daîy caïnh ζC vaì ζL thç coï thãø tçm âæåüc caïc âàûc tênh khê âäüng khaïc ϕ vaì ψ mäüt caïch dãù daìng. - Hãû säú læu læåüng cuía daîy caïnh laì tyí säú cuía læu læåüng thæûc âi qua daîy caïnh trãn læu læåüng troüng khäúi lyï thuyãút cuía mäi cháút âi qua daîy caïnh áúy. µ = G / Gt (4-3) Læu læåüng thæûc cuía mäi cháút khaïc våïi læu læåüng lyï thuyãút laì do træåìng täúc âäü taûi tiãút diãûn ra cuía daîy caïnh khäng âäöng âãöu. Âoï laì do coï låïp biãn åí phêa läöi, phêa loîm cuía caïnh quaût vaì trãn bãö màût muït cuía raînh caïnh, cuîng nhæ do træåìng aïp suáút khäng âãöu taûi tiãút diãûn ra cuía raînh [ aïp suáút åí vaïch læng (läöi) beï hån aïp suáút åí vaïch buûng (loîm)]. Khi xaïc âënh læu læåüng lyï thuyãút âaî giaí âënh ràòng, aïp suáút taûi tiãút diãûn ra giæî khäng âäøi vaì bàòng aïp suáút sau daîy caïnh. Âäúi våïi håi áøm, læu læåüng thæûc khaïc våïi læu læåüng lyï thuyãút cuîng laì do aính hæåíng cuía quaï trçnh quaï laûnh, do coï gioüt næåïc trong doìng. Khi xaïc âënh hãû säú læu læåüng cuía daîy caïnh coï thãø duìng lyï thuyãút låïp biãn âãø xaïc âënh læu læåüng thæûc. Nhæng thæåìng thç hãû säú læu læåüng âæåüc xaïc âënh bàòng thæûc nghiãûm theo læu læåüng âo âæåüc. Hãû säú læu læåüng cuía daîy äúng phun vaì caïnh âäüng phuû thuäüc vaìo caïc âàûc tênh hçnh hoüc vaì thäng säú chãú âäü. - Goïc ra cuía doìng khoíi caïnh âäüng (α1, β2) goüi laì giaï trë trung bçnh cuía caïc goïc âënh hæåïng cuía veïc tå täúc âäü thæûc sau daîy caïnh, Nhåì phæång trçnh âäüng læåüng ta tiãún haình láúy trung bçnh theo bæåïc t vaì theo chiãöu l. Vê duû: goïc ra khoíi daîy äúng phun tçm âæåüc theo cäng thæïc : 2 C 1t ∫∫ sin α 1 dtdl v 1t (1) (t) sin α 1 = (4-4) 2 C 1t ∫∫ dtdl v 1t (1) (t) Trong thæûc tãú goïc ra khoíi daîy caïnh thæåìng âæåüc xaïc âënh bàòng thæûc nghiãûm. Nãúu khäng coï nhæîng säú liãûu thê nghiãûm, âäúi våïi daîy caïnh cuía tuäúc bin hiãûn âaûi coï täúc âäü dæåïi ám, goïc ra thæûc âæåüc cháúp nháûn bàòng giaï trë cuía goïc ra hæîu hiãûu. + Âäúi våïi daîy äúng phun :