Главная  Промышленность 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 [ 10 ] 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162

Областями характеристик, соответствующими использованию гидротрансформатора, могут стать и другие квадранты.

Например, при торможении машины двигателем, в случае применения в трансмиссии гидротрансформатора, момент на валу турбины становится отрицательным. В этом случае характеристики размещаются в IV квадранте. При этом валы турбины и насоса вращаются в ту же сторону, что и в режиме обгона. Однако знак момента на валу турбины меняется на обратный.


0,2 0,4- , 0,6 0.8 т а)

Рис. 15. Характеристики гидротрансформаторов:

а - одноступенчатых; б - двухступенчатых

0.6 0,8 lOL

Вся энергия, подводимая к гидротрансформатору со стороны двигателя, и энергия на валу турбины обращаются в тепло. Можно предположить, что независимо от типа передачи характеристика М2 = f (О должна представлять собой в этом квадранте параболу Ms = Л1о - ai, где а = const.

При использовании гидротрансформатора в схемах, допускающих реверсирование, в некоторых режимах областью размещения характеристик гидротрансформатора становится П квадрант. Вал турбины передачи вращается в направлении, обратном тому, что в режиме обгона. При этом подводимая энергия со стороны двигателя и турбины превращается в тепло.

Такой режим имеет место, например, при реверсировании корабельного винта двухполостным гидротрансформатором. В некоторых случаях работы гидротрансформатора в системе привода крана или подъемной машины также может быть режим, называемый режимом противовращения. В этом случае вид характеристики М2 = f{i) зависит от конструкции передачи и Mas 35



жет быть поднимающейся, т. е. М2 будет продолжать увеличиваться при J < О, а может быть падающей.

Свойства гидротрансформаторов зависят от типа и последовательности расположения колес в рабочей полости. На рис. 12,6 представлены безразмерные характеристики передач трех типов.

Одноступенчатые гидротрансформаторы также могут быть разных типов. В табл. 4 представлены схемы комплексных, одноступенчатых и двухступенчатых передач, а на рис. 15 показаны их характеристики. Конструктивной особенностью этих передач является наличие муфты свободного хода в ступице одного или нескольких направляющих аппаратов или турбин. Благодаря этому колеса по мере разгона передачи разгружаются, чем и достигается сохранение высокого значения к. п. д. в широкой области изменения i.

Из рассмотрения характеристик этих передач видно, что изменяя параметры проточной части и применяя различные колеса в различной последовательности, можно создавать передачи с разнообразными преобразующими свойствами.

§ 2. РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС ГИДРОТРАНСФОРМАТОРОВ

При рассмотрении рабочего процесса гидротрансформатора будем поступать так, как это делают в теории всех турбома-шин - насосов, компрессоров, турбин, детандеров.

Анализ кинематики потока и энергообмен в потоке рабочей жидкости будем производить, рассматривая некоторую среднюю струйку. Эта условная струйка наделяется тем свойством, что ее кинематика считается кинематикой всего потока. Другими словами, скорость частицы, движущейся со средней струйкой (по величине и направлению), определяет силовое взаимодействие потока и лопатки. Такое упрощение, обычное для теории турбо-машин, оказывается тем более допустимым и точным, чем на большее число струек будет разбит поток и с чем большей тщательностью затем при профилировании лопаток будет учтена разница скоростей по размаху лопасти колеса. Предполагается,

что вся масса потока с расходом- сосредоточена на средней

струйке (п - число делений потока).

Рабочие колеса заменим плоскими решетками с бесконечно большим числом тонких лопаток, что позволит считать поток в области колеса плоскопараллельным и осесимметричным. Влияние конечного числа лопаток, проявляющееся в том, что углы выхода потока отличаются от углов, задаваемых лопатками, учитывается также по формулам, обычно применяемым в теории турбомашин.

Считаем, что условия входа в рабочее колесо определяются условиями выхода из предыдущего колеса; условия выхода из любого колеса не зависят от условий входа.



в действительности оба эти условия полностью не выполняются, причем, если говорить об условиях входа на колесо, то определяющее влияние прерыдущего колеса имеет место, а если говорить о средней струйке, то это несправедливо применительно к отдельным струйкам, так как пространственный характер потока зависит от кривизны стенок проточной части гидротрансформатора и, в частности, в межлопастных зазорах. Условия же выхода потока из колеса даже при большой густоте решетки не зависят от условий входа только при малых углах атаки.

В гидротрансформаторе с двигателем соединен вал одноколесного одноступенчатого насоса центробежного или диагонального типа. Однако это могут быть и многоступенчатые насосы. Может также применяться и осевой насос. Тип насоса определяется параметрами проектируемого трансформатора - передаточным отношением и числом оборотов двигателя. Подробно о выборе параметров проточной части будет сказано дальше.

В насосе механическая энергия двигателя преобразуется в кинетическую и потенциальную энергию жидкости.

При движении жидкости по колесу насоса происходит, как было показано выше, увеличение запаса энергии в каждом килограмме жидкости. Запас энергии (напора) складывается из двух частей - из запаса кинетической энергии и статического давления жидкости. Возрастание кинетической энергии Нд обусловливается возрастанием абсолютной скорости частиц жидкости Сц на входе в насос до скорости Ci,2 - на выходе из колеса:

TJ 12 И

= -7Z-•

Статическая составляющая приращения напора обусловлена переносным и относительным движениями: за счет того, что частицы жидкости, вращаясь с колесом, переместились по нему из точки, где окружная скорость «ц, в точку с окружной скоростью «12, статическое давление, под которым будут находится эти ча-

И, 2-"11 „

стицы, возрастет на величину --. При относительном

движении поток, протекающий по колесу, замедляется, его относительная скорость в начале канала дан, а в конце канала wz, поэтому статическое давление в относительном движении возра-

стает на величину -- . Таким образом, статическая

часть приращения напора жидкости при протекании потока по колесу с бесконечным числом лопаток может быть подсчитана по формуле

12 -"и , =»12-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 [ 10 ] 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162