Энергомашиностроение 82г
Метод уравновешивания вращающихся дискретно распределенных масс
Расчет тепловых схем паротурбинных установок
Об экономичности работы ступени центробежного нагнетателя
Коэффициент потерь в рабочем колесе при использовании ВРА
О влиянии сепарирующих устройств
Особенности гидравлических схем
Повышение усталостной прочности
Пути повышения стойкости
Свойства металла двухслойных трубопроводов ДУ 850 и 350
Влияние термомеханических режимов
Влияние режимов термической обработки
Усталостная прочность соединений
Дистанционное исследование металла
Анализ повреждаемости маслоохладителей
Диспетчеризация энергетического хозяйства
Производство и распределения энергоносителей
Проектирование и внедрение средств механизации
Стенд для коррозионных испытаний
Повышение экономичности тягодутьевых машин
Некоторые характеристики работы топок
ВДНХ «Работать эффективно и качественно»
Совещание руководителей экономических служб
Состояние и пути снижения металлоемкости
Устройство для измерения полей температур
Повышение эффективности охлаждения
Экспериментальное исследование виброактивности
Колебаний вала при возникновении автоколебаний
Испытания сотовых уплотнений в воздушной среде
Расчет нестационарных термоупругих напряжений
Влияние тепловой нагрузки
Исследование влияния размеров промежуточных перегородок
О численном расчете гидромеханического клапана
Влияние ребер на жесткость конструкции
Состояние поверхностного слоя стали 06Х12НЗД
Испытание антифрикционных свойств сплавов
Деформация керамических стержней
Расчетный метод определения применимости материалов
Новые оценочные показатели
Социалистическое соревнование
Новое оборудование для изготовления мембранных змеевиков
Автоматизация фото-обработки рентгенограмм
Проблемы коррозионного растрескивания
Сварка трубопроводов из аустенитной нержавеющей стали
Рекомендации по контролю и устранению МКР
На ВДНХ «Новаторы СЭВ81»
Внедрение резьбонарезных головок
Сталь марки ЭП842
Строительство тепловых электрических станций
Устройство для отбраковки и транспортировки шаровых тел
Котел-утилизатор КН-80/40
Основные направления работы отрасли по экономии материальных ресурсов
Применение в конструкциях машин широкополочных балок
Реактивные усилия и расходы при критическом истечении вскипающей воды
Влияние промперегрева на роль ЦВД
Экспериментальная проверка расчета линзовых компенсаторов
Исследование диффузора центробежного двустороннего вентилятора
К расчету опорных подшипников горизонтальных гидротурбин
Использование силицированного графита
Линии изготовления точно-литых деталей
Свойства перлитной стали 15Х1М1ФШ
Исследование газовой атмосферы нагревательной печи
Определение допусков на метрологические характеристики контрольных отражателей
Повышение защитных свойств стекло-эмалей
Исследование плотности разъемных и сварных соединений
Испытания изделий на герметичность
Исследования гелиевой плотности фланцевых соединений
Турбостроители соревнуются за экономию топливно-энергетических и материальных ресурсов
Применение ГТЭ-150 в энергетике
Введение в эксплуатацию гидротурбин диагонального типа
Комплект измерительной системы частоты вращения ротора турбины
Преобразователь частоты ДУС-1
Леонид Александрович Шубенко-Шубин
Особенности освоения микропроцессорных средств в энергомашиностроении
Крупнейшие гидромашины насосотурбинных агрегатов зарубежных ГАЭС
Насосо-турбинный гидроагрегат ГАЭС Горнберг
Конструкция многоступенчатого лабиринтного кольцевого уплотнения
Научно-техническое творчество молодежи
Изобретательство и рационализация — резерв экономии
Изменение технологического процесса обработки ковочных и обрезных штампов
Использование показателя патентной защиты
Оценка технического уровня и качества нового изделия
Особенности и порядок расчета патентно-правового показателя
Пути экономии электроэнергии при сварке на Атоммаше
Потребление электроэнергии при сварке отдельных узлов первых корпусов
Внедрения техники ИК-электро-нагрева
Пора технической зрелости
Математическая модель и алгоритмы решения программного комплекса
Разработка и исследование трансзвуковой компрессорной ступени
Интенсификация теплообмена в трубе переменного сечения
Влияние водно-химических факторов на повышение надежности ПВД
Зависимость кинетики распада молекул
Совершенствование водно-химического режима энергоблоков
Снижение средней скорости воды в трубной системе ПВД
Состояние и перспективы производства мембранных поверхностей нагрева котлов
Технологичность конструкций роторов с верховой посадкой лопаток
Предложения по совершенствованию технологии облопачивания ЦКР с ВПЛ
Интенсификация режимов предварительной термической обработки поковок
Технология восстановления и упрочнения штоков и шпинделей арматуры
Оценка работоспособности соединений стали 08Х18НЮТ, паянных припоем ПЖК-1000
Пульсации температур в приводах СУЗ
Результаты натурных испытаний гидротурбины ГЭС Мактаквак
Определение расхода с помощью аппарата Гибсона
Комплексная автоматизация испытаний приводов СУЗ в условиях серийного производства
Испытания приводов СУЗ в сборе
Испарители мгновенного вскипания к энергоблокам 500 и 800 МВт
О погрешностях измерения рулетками
Новые термокарандаши для контроля температуры при нагреве стальных изделий
Консервация газотурбинной установки ГТН-6 в виде моноблока
Сжигание топлив в кипящем слое
Эксплуатационные испытания котла
Эффективность сжигания топлива в кипящем слое
Дмитрий Гаврилович Кузнецов
В семье единой
Из опыта патентно-лицензионной работы
Изобретательская и патентно-лицензионная работа в ВПТИэнергомаше

Исследование диффузора центробежного двустороннего вентилятора

Определение оптимальной геометрии диффузора для конкретного применения является трудной задачей. Это объясняется зависимостью характеристик диффузора от большого числа параметров, а также современным уровнем знаний гидродинамических процессов, который позволяет теоретически рассчитать характеристики диффузора лишь для самых простых случаев течения. Поэтому конструкторам приходится использовать экспериментальные данные и корреляционные зависимости, а также полуэмпирические методы расчета, разработанные на основе этих данных.
Известно, что одним из главных параметров, определяющих характеристику диффузора, является неравномерность профиля скорости в его входном сечении. Влияние неравномерности входного профиля скорости на характеристики диффузора изучали многие авторы. Наиболее характерные результаты получены в работах, где установлено, что увеличение неравномерности входного профиля скорости (в случае выпуклых профилей) приводит к снижению восстановительных свойств диффузора, причем неравномерность потока возрастает от входного сечения к выходному. Отличительной особенностью этих исследований является то, что закономерности диффузорных течений изучали на потоках с невязким безвихревым ядром.
Следует отметить, что в работе были получены результаты, свидетельствующие о повышении восстановительных свойств диффузоров при турбулизации потока на входе. Однако потоки в турбомашинах имеют сложную структуру вследствие воздействия на них элементов рабочих колес. Эти возмущения и определяют характеристики диффузоров и режимы течения в них. Для изучения совместной работы вентилятора и диффузора, установленного за ним, во ВНИИГМ имени М. М. Федорова были проведены исследования на модели центробежного двустороннего вентилятора с диаметром рабочего колеса 500 мм по аэродинамической схеме Ц35—15 X 2, являющейся базовой схемой серийно выпускаемых шахтных вентиляторов главного проветривания ВЦД-31,5М.
Профили скорости измеряли шаровым зондом в выходном сечении корпуса вентилятора (шесть горизонтальных полей) на пяти режимах работы, а затем производили усреднение скорости по каждому полю. С помощью термоанрмометра постоянной температуры нити и осциллографа Н115 записывали пульсационные составляющие скорости в средней части каждого из шести горизонтальных полей. Восстановление статического давления в диффузоре определяли по показаниям датчиков статического давления, установленных во входном и выходном сечениях диффузора. Коэффициент восстановления статического давления рассчитывали по формуле, где р0 и рк — статические давления во входном и выходном сечениях диффузора; с0 — средняя скорость во входном сечении.
Результаты исследования профиля скорости потока, входящего в диффузор, представлены на рис. 1, 2, 3.
Как видно из рис. 1, профиль скорости значительно изменяется в зависимости от режима работы вентилятора. Следует отметить, что на всех режимах работы вентилятора максимальные значения скорости на выходе корпуса находились около спиральной обечайки корпуса. С ростом производительности вентилятора скорость в этой области выходного сечения увеличивалась, в то время как около языка вентилятора уменьшалась. Причина этого явления заключается в изменении угла выхода потока из колеса (и, следовательно из корпуса) в зависимости от режима работы вентилятора. Поток воздуха после центробежного вентилятора отклоняется в сторону вращения рабочего колеса [5]. Одиако сложный характер течения в спиральном корпусе обусловливает значительное изменение этого отклонения по плоскости выходного сечения.
На рис. 2 представлены углы отклонения потока в вертикальной аг и горизонтальной а2 плоскостях для наиболее характерной области выходного сечения (см. рис. 3, поле 3). Особенностью этого поля является то, что возмущения потока, вызываемые колесом вентилятора, имеют ярко выраженный характер следов за лопатками (см. рис. 3). Интенсивность турбулентности е составила 14... 15%. Эти возмущения наблюдаются и в нижней части выходного сечения корпуса, но в значительно меньшей степени (е=3-г-4- 5 %).
Как видно из рис. 2, в выходном сечении около боковых стенок корпуса имеются области значительной закрутки потока, что является следствием существования вблизи боковых стенок корпуса зон развитого вторичного течения [6]. С ростом производительности вентилятора отклонение потока в вертикальной плоскости уменьшается, причем в средней части выходного сечения угол имеет отрицательные значения, что приводит к снижению скорости у языка вентилятора и возрастанию ее около спиральной обечайки корпуса. Таким образом, существенная деформация профиля скорости в вертикальной плоскости вызвана изменением угла отклонения потока ах в средней части выходного сечения, где распространяются максимальные возмущения от рабочего колеса.
Исследования вентилятора, проводимые с пирамидальным диффузором, имеющим параметры 0^=5°, а3=7°, Ь/Л=2,5, показали, что характеристика диффузора существенно зависит от входного профиля скорости. Удовлетворительная корреляция между коэффициентом восстановления давления в диффузоре и степенью деформации профиля скорости была получена с помощью коэффициента неравномерности кинетической энергии, который рассчитывали по формуле, приведенной в литературе.
Такой характер профиля скорости на входе в диффузор (см. рис. 1, 2) определил его геометрическую схему. Угол расширения в вертикальной плоскости был принят А—5°, а а2 изменялся от 0° до 40° (рис. 5). Результаты этих исследований для оптимального режима работы вентилятора представлены на рис. 6. С увеличением а2 восстановление давления в диффузоре возрастает, достигая максимума при а2=20°.
Таким образом, коэффициент восстановления диффузора увеличился на 20 ... 25 % относительно диффузора с углом а2=7°, который считался оптимальным углом раскрытия. При достижении угла а2=30° в диффузоре образовался устойчивый отрыв потока от верхней стенки, что привело к снижению характеристики диффузора. Характерно, что отрыв потока образовался не у боковых- стенок (а2=30°), а у верхней стенки с а1=5°. Очевидно, это вызвано существованием пониженных скоростей у языка с значительным уровнем пульсаций в этой области.
Исходя из удобства строительства, в вентиляторных установках часто применяются диффузоры с несимметричным или с односторонним раскрытием. Экспериментальные исследования диффузора с односторонним расширением показали, что его максимальная характеристика ниже, чем у диффузора с двусторонним раскрытием. Максимальное значение коэффициента восстановления при этом было достигнуто при углах' раскрытия одностороннего диффузора а2= 10 — 12 %.
Повышение восстановительных свойств диффузоров на пульсирующем потоке можно объяснить следующим образом. С ростом внешней турбулентности наполненность профиля скорости увеличивается [7], что позволяет потоку преодолевать повышенные градиенты давления. Однако при этом следует учитывать характер распределения возмущений потока по входному сечению диффузора.
Диффузор, спроектированный с учетом требований максимального восстановления давления, работает в условиях неустойчивого отрыва потока. Эта неустойчивость проявляется в пульсациях скорости и давления, в общем, неустановившемся характере течения и зависит от числа очагов неустойчивого отрыва. Результаты работы [8] показали, что неустановившиеся пульсации скорости и давления быстро нарастают в этом режиме работы диффузора и достигают максимума при углах 20, изменяющихся в пределах 20 ... ... 24°.
Таким образом, при проектировании диффузора центробежного вентилятора следует учитывать, что зона пониженных скоростей с высоким уровнем пульсаций у языка вентилятора является очагом возникновения потока от верхней стенки диффузора.
В пирамидальных диффузорах двустороннего центробежного вентилятора с углами расширения а= = 0-г-7° и а2=18-ь22° реализуется режим неустойчивого отрыва потока, что обусловливает максимальное восстановление давления в нем.



 
Яндекс.Метрика