Понятие лопаточной машины (лм)

Раздел 1. ПОНЯТИЕ ЛОПАТОЧНОЙ МАШИНЫ И ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ ТЕЧЕНИЯ РАБОЧЕГО ТЕЛА В ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ.

ПОНЯТИЕ ЛОПАТОЧНОЙ МАШИНЫ (ЛМ)

Лопаточной машиной называется устройство, в проточной части которого к рабочему телу либо подводится механическая энергия, либо от рабочего тела осуществляется отвод механической энергии.

Взаимодействие рабочего тела с устройством осуществляется с помощью лопаток или лопастей специальной формы. Лопатка является основным элементом лопаточной машины.

В общем случае она состоит из пера, замка и бандажной полки. Лопатки могут выполняться заодно с диском (т.е. в них отсутствует замок) или не иметь бандажа.

Рассмотрим простейшую лопаточную машину – вращающийся диск с лопатками. Для рассмотрения лопаточной машины обычно прибегают к таким сечениям:

- сечение меридиональной плоскостью;

- дополнительное сечение.

Меридиональная плоскость – это плоскость, проходящая через ось лопаточной машины. В сечении меридиональной плоскостью лопаточная машина выглядит так (рис.1.1).

1 – вал;

2 – диск;

3 – лопатки;

4 – средняя линия межлопаточного канала;

сеч 1-1 – на входе;

сеч. 2-2 – на выходе.

Рисунок 1.1.

Все параметры, которые мы будем фиксировать на входе в лопаточную машину, будут иметь индекс 1, а на выходе – индекс 2.

Совокупность лопаток на диске называется лопаточным венцом (ЛВ). Лопатки соединены с диском и вращаются вместе с ним.

Совокупность рабочих (вращающихся) лопаток и диска называется рабочим колесом (РК), которое крепится на валу.

Между лопатками образуются межлопаточные каналы, в которых при контакте рабочего тела с лопатками и происходит подвод либо отвод механической энергии. Если в межлопаточный канал вписать окружности, то их центры образуют среднюю линию межлопаточного канала. Радиус, на котором располагается средняя линия межлопаточного канала в меридиональном сечении на входе в лопаточную машину, обозначим r₁, а на выходе – r₂. Саму линию обозначим А-В.

Рассмотрим коническую поверхность, образованную вращением линии А-В. Она рассекает лопаточный венец по средним линиям межлопаточных каналов. Развернём полученное сечение на плоскость. Так мы получим дополнительное сечение.

Контур лопатки, попавшей в сечение, называется профилем. Совокупность профилей лопаток ЛВ называется решёткой профилей. Таким образом, в этом сечении мы видим решётку профилей лопаток.

Добавим ещё одно коническое сечение с радиусами r₁+dr и r₂+dr. Теперь решётка профилей обрела бесконечно малую толщину dr. В этом случае она называется элементарным лопаточным венцом. Рисунок 1.2.

Бывают подвижные и неподвижные ЛВ. Неподвижный ЛВ у насоса называется направляющим аппаратом (НА), у турбин – сопловым аппаратом (СА). Неподвижные ЛВ иногда заменяют на систему каналов.

У насоса совокупность РК и НА (или системы отводных каналов) называется ступенью.

Для турбины ступенью называется СА (или система подводящих каналов), и РК.

Ступень – это минимальная единица ЛМ.

Основные элементы и геометрические параметры профиля лопатки приведены на рисунке, их названия даны в таблице 1.1.

Рисунок 1.3 - Основные элементы и геометрические параметры профиля лопатки

Таблица 1.1 - Основные элементы и геометрические параметры профиля лопатки