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

в. М. Богдан на основании своих опытов говорит, что осевое давление на опоры не зависит от изменения нагрузки и наполнения гидромуфты, а является только функцией давления питания. А. Я. Кочкарев приводит экспериментальные данные, показанные на рис. 60, из которых видно, какое влияние оказывают заполнение и режим работы.

На основе современной теории турбомашин, в частности теории центробежных насосов [37], вопрос о расчете осевых сил представляется в следующем виде. Осевые силы, возникающие вследствие действия потока на «/-рабочие колеса, определяются wor поверхностными силами, действующими как на наружные по- gg верхности колеса, так и на повер-1

хности протечной части (в нашем

§.40

о 0,1 е,2 0,3 0,4 0,5. 0,6 0,7


Рис. 60. Изменение осевого усилия в гидромуфте с радиальными лопатками:

1 - напор питания

ж 20 л вод. ст.

0,9 и

Рис. 59. Зависимость к. п. д. гидромуфты от передаточного отношения

(заполнение сплошное); 2-напор питания

•- 1э м воо. ст. (заполнение сплош-

ное); 3 - напор питания 10 м вод. ст. (заполнение сплошное); 4 - заполнение частичное, нагрузка на ведомом валу ме-

няется по характеристике

случае первыми являются внешняя поверхность колеса турбины и внутреняя поверхность кожуха, вращающегося со скоростью насоса, и другие поверхности, омываемые жидкостью, но не относящиеся к проточной части, а вторыми - поверхности колеса, образующие круг циркуляции, и поверхности лопастей (рис. 61).

Составляющая осевого усилия от сил, действующих на наружную поверхность, может быть определена из уравнения

pdf cos (nz),

п - нормаль к элементу поверхности;

р - величина гидродинамического давления;

Z - направление оси вращения гидромуфты;



df cos (nz) - проекция элемента поверхности на плоскость, нормальную к оси вращения. Эта составляющая состоит из двух частей. Первая определяется гидродинамическим давлением, зависящим от скорости вращения части жидкости вокруг оси:

Лн, = j pdf cos (nz) = JV 2nrdr.

(46)

Вторая часть составляющей возникает вследствие давления питания на неуравновешенную площадку:

Ан, = PoL (47)

где Ро--давление питания;

fo - неуравновешенная площадь. Отсюда следует, что полное осевое давление на наружную поверхность равно

Ан = + Аи, p2nrdr + pofo.

(48)


Рис. 61. Расчетная схема гидромуфты:

/ - ведущий вал; 2 - ведомый вал

Составляющую Л„ статического давления на поверхность Н гидромуфты, зависящую от скорости вращения вокруг оси Z - Z жидкости, заключенной в этом пространстве, можно определить следующим образом.

Кривая распределения давления в пространстве Н представляет собой параболу. Так как турбина вращается медленнее, чем кожух, связанный с насосом и с некоторым скольжением, то скорость частиц жидкости у стенки кожуха Мк будет больше, чем у задней стенки турбины Mr- Исходя из этого можно считать, что жидкость, находящаяся в этом пространстве, должна получить среднюю угловую скорость или среднюю арифметическую скорость вращающихся элементов. Следовательно, средняя окружная скорость частиц жидкости будет равна

Если величина h = -- будет иметь размерность кГ/см,

т. е. h = -- , то суммарная осевая сила, возникшая вслед-20g-10000

ствие давления вращающейся жидкости, будет равна объему



параболоида, образованного вращением вокруг оси 2 - 2 параболы распределения давления:

2 20g • 1000

где г - радиус вращения в сж;

и - окружная скорость в м1сек; у/1000 - удельный вес жидкости. Преобразуем формулу (49):

Аи,= .4/ кГ. (50)

Уравнение (50) не совсем точно, так как дает завышенное значение силы осевого давления. Оно выведено в предположении заполнения жидкостью всего пространства Н вплоть до оси вращения. На самом деле часть пространства остается незаполненной.

Осевая составляющая сил гидродинамического давления на поверхность проточной части не может быть получена непосредственным интегрированием, так как неизвестен закон распределения гидродинамических давлений в проточной части рабочих колес, куда входят поверхности лопастей. В этом случае для определения осевой силы используется уравнение количества движения

А, = - (Сг, - Сг,) = {Ст, COS О - Ст, COS О) =

Qy / cosBg COS ел gj

g \ m, m, J

где Cz - проекция абсолютной скорости на ось; Cm- меридиональная скорость; Q - расход циркуляции;

F - площадь, перпендикулярная к направлению скорости

Ст-,

б - угол между осью z и касательной к линии тока. Для рассматриваемых гидромуфт 0i = 0°; 02 = 180°, а меридиональная скорость входа Сщ равна скорости выхода, а также равна относительной скорости w, т. е.

Ст, =Cm,=W.

Исходя из этого равенства получаем следующее уравнение осевой составляющей сил гидродинамического давления на поверхность проточной части:

А, =-(w cos 0°- W cos Ш°) =-w кГ. (52)



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