Основы теории и расчета деталей роторного аппарата. Червяков В.М - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

парный вихрь [48]. В изотермическом потоке распределение скоростей в поперечном сечении не изменяется по длине кана-
ла.
Парный вихрь изменяет профиль распределения радиальной скорости и становится более полным, а максимум скорости
сдвигается в сторону действия кориолисовой силы. Это подтверждено в работе [51]. На графиках, приведённых в [51], на-
блюдается смещение максимума скорости воздуха
вдоль оси трубы в сторону действия кориолисовой силы.
Влияние центробежной силы на форму профиля продольных скоростей рассмотрено в работе [52]. Когда радиальный
поток движется в направлении увеличения центробежной силы, градиент продольной скорости в пристенной области канала
увеличивается и, согласно закону Ньютона, потери возрастают. В случае движения потока среды к оси вращения градиент
скорости уменьшается и потери падают, но отрыв потока в пристенной области способствует росту потерь. Таким образом,
характер влияния центробежных сил на профиль скорости в каждом конкретном случае зависит от интенсивности изменения
этой силы по нормали к боковой поверхности канала.
В нашем случае соотношение центробежных и кориолисовых сил характеризуется критерием
K
K . При малых значени-
ях
K
K кориолисовы силы по величине преобладают над центробежными. При больших величинах
K
K преимущественное
влияние оказывают центробежные силы.
Рассмотрим, какое влияние на ускорение потока среды оказывают различные режимы течения среды, характеризую-
щиеся величиной критерия
K
K .
Как доказано в предыдущих исследованиях [1, 2, 26], основное влияние на интенсивность кавитации в роторных аппа-
ратах оказывает величина отрицательной амплитуды динамического давления, пропорционального амплитуде модуля отри-
цательного ускорения, возникающего в потоке среды в процессе закрывания канала статора.
В случае, когда кориолисова сила превышает центробежную (рис. 1.7, а), максимум радиальной скорости приходится на
окончание
процесса закрывания. В случае, когда центробежная сила оказывает основное влияние на формирование профиля
радиальной скорости в поперечном сечении канала ротора (рис.1.7, б), максимум скорости совпадает с серединой канала и с
серединой процесса закрывания канала статора.
Сравнивая эти режимы работы аппарата, можно сделать вывод, что в случае преобладающего влияния кориолисовых
сил на
процесс течения среды уменьшение скорости в процессе закрывания происходит более круто. Это означает, что и ве-
личина отрицательного ускорения в процессе торможения движущегося потока жидкой среды будет больше, чем в случае,
когда центробежные силы превосходят по величине кориолисовы.
Таким образом, на основании сделанного анализа влияния кориолисовых и центробежных сил на
формирование профи-
ля скорости в поперечном сечении канала ротора в зависимости от частоты вращения ротораможно предложить следующий
механизм изменения модуля амплитуды отрицательного ускорения потока среды. Как отмечалось выше, режимы течения
характеризует величина критерия
K
K . При анализе предполагается, что расход и, следовательно, масштаб радиальной ско-
рости изменяются незначительно. Условно можно выделить три
режима течения среды через модулятор. Первый режим со-
ответствует существенному преобладанию влияния кориолисовых сил. В этом случае при увеличении линейной скорости
ротора до определенного значения
K
K , происходит увеличение модуля амплитуды отрицательного ускорения течения сре-
ды.
Второй режим реализуется при дальнейшем увеличении
R
, при этом влияние центробежных и кориолисовых сил
примерно одинаково, т.е. они имеют величину примерно одного порядка. Изменение профиля радиальной скорости изменя-
ется в сторону формы, изображённой на рис. 1.7, б. Этот режим течения характеризуется значением
12 KK
KK .
При увеличении частоты вращения и, соответственно, линейной скорости ротора формируется профиль скорости, изо-
бражённой на рис. 1.7, б.
В этом случае возрастают центробежные силы и давление, а также время процесса открывания–закрывания канала ста-
тора, т.е. растет величина
t /
. Таким образом, при значении
23 KK
KK реализуется третий режим течения среды в мо-
дуляторе роторного аппарата. В этом режиме значение максимума модуля амплитуды отрицательного ускорения среды на-
чинает возрастать пропорционально увеличению величины
R
.
а)

Страницы