Привет всем! Давненько не шевелили данную тему.
Предлагаю предварительный расчёт задачки Игоря(летающий стенд с пневмоприводом НВ из РУСовского профиля). В качестве источника сжатого воздуха служит турбокомпрессор Garret_GT4088R - 751470-2 приводимый во вращение неким внешним девайсом(ДВС, болгарка и пр.). Обороты ТК – 75000 об/мин. Массовый расход выбирается по турбокарте ТК и примерно принят 37 фунтов в минуту, или 0,28 кг/сек. Температура воздуха перед соплом принята за 100 гр. Цельсия(373К), т.к. воздух в ТК нагревается и, при необходимости, может быть ещё подогрет в теплообменнике. Степень повышения давления принята 1,85 и также взята по турбокарте для данных оборотов ТК и его эффективности в области 78%.
Получилась следующая табличка(можно скопировать в Эксель, разделитель- точка с запятой):
[начало – эти скобки копировать не надо
]
[highlight]Название параметра; Обозначение; Формула; Размерность; Результат
Частота вращения НВ; f; принято; об/мин; 1000
Радиус НВ; r; принято; м; 2
Количество лопастей НВ; n; принято; шт.; 4
Площадь сечения канала в лопасти НВ; Fл; принято; кв.м; 0,0002
Показатель адиабаты воздуха; к_в; принято; ; 1,4
Газовая постоянная воздуха; Rв; принято; ; 287
Коэффициент расхода воздуха; ПСИв; принято; ; 0,6726
Нормальное(атмосферное) давление; Рн; принято; Па; 101325
Температура воздуха перед соплом; Тв; принято; К; 373
Массовый расход воздуха; Мв; принято; кг/с; 0,28
Объемный расход воздуха; Vв; = Mв / 1,2; куб.м/с; 0,233333333
Перепад давления в насадке(критический); ПИс; = 1 /(2 / (к_в + 1)) ^ (к_в / (к_в - 1)); ; 1,893
Давление перед соплом (полное); Р4; = Рн * ПИс; Па; 191 801
Площадь критического сечения насадка лопасти; Fкрс; = Мв / n * (Rв * Тв)^0,5 / (ПСИв * Р4); кв.м; 0,000178
Отношение площадей канала лопасти и сопла; ; = Fл / Fкрс; ; 1,126534322
Диаметр сопла насадка лопасти (минимальный); Dc; = 2000 * (Fкрс / pi)^0,5; мм; 15,03
Скорость истечения воздуха из насадка лопасти; С5; = 18,17 * (Тв)^0,5; м/с; 350,92
Окружная скорость НВ по оси сопла; V2; = 2 * pi * r * f / 60; м/с; 209,4395102
Тяга лопасти; Rл; = Мв / n * С5; H; 25
Крутящий момент лопасти; Мкл; = Rл * r; H*м; 49,1289383
Суммарная мощность РП; Nрп; = V2 * Rл * n / 1000; кВт; 20,6[/highlight]
[/конец – эти скобки тоже копировать не надо!]
«ВНИМАНИЕ! Все полученные результаты есть грубые, предварительные!
Данный расчёт носит оценочный характер и должен впоследствии непременно уточняться!» (с) Юрий
Как видим суммарная мощность на НВ получается 20,6 кВт при суммарном крутящем моменте на НВ= 196,5 Н*м. Хватит ли этого для раскрутки означенного НВ до вожделенных Игорем 1000 об/мин?
Лопастей получилось 4 штуки, т.к. при меньшем кол-ве воздух «не пролазит» по каналам лопастей(площадь канала меньше площади критического сечения). Возможно можно его протолкнуть увеличив давление, и тогда кол-во лопастей можно снизить. Для этого можно попробовать задействовать тот же ТК либо увеличив обороты и пожертвовав ресурсом, эффективностью и производительностью, либо охлаждая воздух перед/после ТК в интеркулере, либо(если ТК «полноценный»)… использовать турбинную/горячую крылчатку как вторую ступень сжатия! Т.е. соединить трубопроводом выход компрессора со входом турбины, а уже с её выхода подавать к соплам.
Мысли? Критика? Пожелания? ;D