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

Е 7Г



В схеме расчета гидротрансформатора предусматривается, что числа рабочих колес турбины и реактора равны. В данном случае эти числа не равны, так как из конструктивных соображений в круг циркуляции введено рабочее колесо турбины, расположенное перед насосом. Однако рабочее колесо, расположенное перед насосом, передает малые крутящие моменты, и поэтому незначительно влияет на геометрию остальных колес, что позволяет применить схему расчета передач с равными числами рабочих колес турбин и реакторов.

Расположение и относительные размеры рабочих колес задаются при помощи коэффициентов 6j 1,2 и hj i: 6j = hj =

= - . При этом для центробеж-

ft/2

ных колес 6j2>6ji, для центростремительных 6j2<6j( и осевых 6jl = 6i2.

В данном случае задаются двумя значениями передаточного отношения I для турбинных колес 1т и для колес реакторов ip. Для передач переднего хода ir > 0; ip = 0; заднего хода 4 = 0; ip > О, а для соосного трансформатора ir > 0; ip < 0.

Чтобы написать уравнение напора или момента рабочего колеса в функции углов Psu-d; P2i, необходимо, помимо относительных геометрических размеров колеса, задать коэффициент Стн2, характеризующий расход циркуляции в гидротрансформаторе.

Указанные коэффициенты должны быть всегда заданы при решении прямой задачи расчета передачи. Однако, как было показано выше, необходимо задать дополнительно коэффициенты (или уравнения): два в случае расчета двухступенчатого и четыре - для трехступенчатого гидротрансформатора.

В качестве дополнительных условий целесообразно задать параметры насоса. Обычно эти параметры задаются по известным прототипам.

В качестве параметров насоса могут быть заданы углы входа и выхода ркь (3„2- Для насосов гидротрансформатора углы выхода увеличиваются с уменьшением быстроходности. Соотношение между р( и р2 характеризует степень диффузорности потока в межлопаточных каналах насоса. Задание параметров насоса полностью определяет кинематику двухступенчатого гидротрансформатора, так как заданы геометрические соотношения 6j и hj, передаточные отношения /V и ip, коэффициенты снг и

Рис. 24. Схемы проточных частей гидротрансформаторов:

а - двухступенчатого; б - трехступенчатого (Я-насос: 7l,2,3 ~ турбины первой, второй. третьей ступени; 2 3 - реакторы первой, второй, третьей ступени)



углы Pi„ и .Ргк- Однако при расчете потерь в передаче, и в частности концевых потерь в решетках, необходимо знать еше один коэффициент, связывающий размах и диаметр в какой-либо решетке, например, отношение ширины насоса на выходе к его

диаметру .

В связи С этим нужно задать величину коэффициента расхода ф.-

- = -, так как =--.

Для расчета кинематических соотношений трехступенчатого гидротрансформатора необходимо задать еще два условия, в качестве которых зададим степень конфузорности потока в решетках турбины и реактора, расположенных за насосом.

Так как эти решетки в большинстве случаев центробежные, то поток в них для уменьшения потерь должен быть конфузор-

ным со степенью конфузорности К = - 1,05-1,2. Коэффици-

ент К не должен быть очень велик, чтобы не увеличивалась вследствие изогнутости решетки окружная составляющая скорости потока на выходе, поэтому значение коэффициента конфузорности в этих решетках можно принять равным 1,1.

Расчетные уравнения. Используя уравнение Эйлера и треугольники скоростей, получим выражение безразмерного коэффициента теоретического напора насоса:

T« meop - ..2

Коэффициент напора для турбины первой ступени, расположенной за насосом, можно найти по формуле

(l-52iir)+

Для всех последующих решеток турбин и реакторов

= 2i„ [t,6 """"l- + --б«2Г„- 6f„ „2t,„-„2

L tgP(n-l)2V-l)2 tgP„2/l„2

где n - порядковый номер колеса.

В случае, если передаточное отношение iVcp) = О, напор фт(р) = О, что может привести к неопределенности в формулах для определения углов р„2 из уравнения напоров. Удобнее уравнение Эйлера записывать для коэффициента момента

Х--= 2,005>i

или пропорционального ему отношения -

2iT(p) 78



Уравнение баланса энергии запишем в виде

теор - нг - ш) = "т теор

где Д13кэ - относительные гидравлические и дисковые по-

тери напора в насосе.

Определение углов выхода решеток. Рассмотрим формулы для определения углов выхода из решеток гидротрансформатора. Из условия минимума потерь будем определять углы выхода из реактора первой ступени, турбин второй ступени и первой ступени для двухступенчатого гидротрансформатора, а также второй и третьей ступеней для трехступенчатой передачи. Углы выхода из остальных решеток определяются по исходным данным: угол Рр22 в функции угла входа в насос p„i, а углы фт\2 и Ppii2 (для трехступенчатого гидротрансформатора) в зависимости от степени конфузорности в этих решетках.

Функция и, пропорциональная гидравлическим потерям, для названных выше углов в случае, если коэффициент потерь принят не зависящим от углов igai, имеет вид

с2 с2 с2 2

„ /й . й . а \ I "У 1 "У 1 "

иф.., fe„ Ю = - + + - + 11;

где индексы соответствуют элементам: х - реактора /; у - турбины ; Z - турбины / для двухступенчатого и турбины / для трехступенчатого гидротрансформаторов.

Решая приведенные выше системы уравнений для названных решеток, получим уравнение, связывающее углы р,2ж, >2у, 2z

tgX tgif tg2

Коэффициенты, входящие в последние два выражения, являются функциями исходных данных и приведены ниже.

Минимум функции трех переменных ы(р2ж; Ргу, Р22) при одном добавочном условии, связывающем эти переменные, найдем по методу Лагранжа. Введем неопределенный множитель К и рассмотрим функцию четырех переменных:

ф (Р.; Р.; Р.; ) = + -J;7 + - +

+ + + --d).

Необходимые условия минимума функции Ф могут быть найдены из уравнений

Фв = 0; Фа = 0; Фр = 0; Ф = 0.



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