|
|
| Строка 1: |
Строка 1: |
| − | статья-----автор Книжников ВВ
| |
| | | | |
| − |
| |
| − | История создания импеллера началась в 1930-40 е годы, как попытка создания аэродинамического осевого компрессора для первых турбореактивных двигателей !
| |
| − |
| |
| − | Уже на заре авиации конструкторы столкнулись с интересной проблемой ---это эффективность заполнения ометаемого круга открытого винта (пропеллер) рабочим телом (воздух),который будет взаимодействовать с лопастями на приращение импульса!!! То есть при квадратном двухлопастном винте Hо/Dв=1 всего 1/2 площади волшебного круга работает на создание ускорения потока и значит тяги,остальная половина пролетает мимо---соотношение суммарной площади проекции лопастей к ометаемой называется коэф.перекрытия Kпер=nSлоп/Sомет и напрямую влияет на долю заполнения!!!
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | Тогда было принято интересное решение ---уменьшить диаметр винта в два раза заполнив перекрытием маленького круга большим кол-вом широких лопастей (6-8 штук) с тем же шагом---получился многолопастный винт с относительным шагом Hо/Dим=2, но чтобы на режиме стопа воздух не разбрасывало в стороны заключили в удерживающий поток плоский контур вокруг лопастей---винт в кольце!!!
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | Зная что открытый винт на стопе формирует воронку с площадью входного сечения(губа) в два раза больше выходного(горловина),которые находятся на расстоянии радиуса от винта спереди и радиусу сзади, ученые догадались крыльчатку заключить в воронко образный усечённый конус с входным диффузором и выходным соплом по правилу неразрывности потока, поставив после крыльчатки спрямляющие закрученный поток неподвижные лопатки ---они же конструктивно поддерживают конус относительно винта с минимальным зазором !!!
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | Для улучшения КПД крыльчатки стали применять выпукловогнутый профиль лопастей ---так получился современный высокоэффективный импеллер (вентилятор) или одноступенчатый осевой компрессор!
| |
| − |
| |
| − | Для большой авиации КПДимп=81%----для модельных импеллеров КПДимп=35-45%!!!
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | По закону Ломоносова о сохранении массы----массовый расход воздуха неизменен от входа усеченного конуса до выхода,а скорость потока линейна возрастает с уменьшением площади текущего сечения и тогда скорость входная на диффузоре в два раза меньше скорости на выходе среза сопла!
| |
| − |
| |
| − | dm/dt=constanta=pо Sвх Vдиф=pо Sимп Vимп=pо Sвых Vсопл, где Vимп=(Vпол+Vсоп)/2
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | общее уравнение реактивного тяги для импеллера F=delta V(dm/dt)=(Vсоп-Vпол)pо Sим(Vсоп+Vпол)/2=0.5pо Sимп(Vсоп^2-Vпол^2)---
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | Fпол=0.5pо Sимп Vсоп^2 (1-Куп^2), где Куп=Vпол/Vсоп=h/H
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | общее уравнение мощности потока Рпот=0.25pо Sимп Vсоп^3 (1-Куп^2)(1+Куп)
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | выходная скорость потока на стопе Vсоп=Ксуж Vимп=(Dимп/Dсоп)^2 Vимп=1.41Vимп при Vпол=0-----
| |
| − |
| |
| − | тяга импеллера на стопе---- Fст=pо Sимп Vимп^2=(Dимп Vимп)^2,
| |
| − |
| |
| − | кинетическая мощность на стопе--- Рст=pо Sимп Vимп^3=0.5pо Sсоп Vсоп^3=0.5(dm/dt)Vпот^2
| |
| − |
| |
| − | полный кпд в полёте--- КПДвнеш=2КПДвнут Vпол/(Vсоп+Vпол)=КПДвнут 2h/(Hим+h)=КПДвнут 2Куп/(1+Куп)
| |
| − |
| |
| − |
| |
| − | Расчёт тяги и мощи импеллеров
| |
| − |
| |
| − | Для большинства импеллеров с относительным шагом 1.5-2, где поступь примерно равна произведению диаметра крыльчатки на Сулопасти----h=D(Сумах)^0.5, есть простой расчёт силы тяги (ньютон) на уровне моря равной------
| |
| − |
| |
| − | Fст= ро (Sим Vим )^2= (Dим h fст )^2= Сумах (Dим^2 fст )^2
| |
| − | например для семилопастной крыльчатки от компьютерного кулера----- Fст=1.8((0.075м)^2 х 290Гц )^2=4.8Н=480 грамм силы!
| |
| − |
| |
| − | потребляемая электрическая мощность (ватт)------
| |
| − |
| |
| − | Рэл= Fст Dим fст (Сумах)^0.5/КПДэд
| |
| − | например 4.8н х 0.075м х 290гц х (1.8)^0.5 /0.77=184 вт!----удельная тяга 480г/184вт=2.6г/вт!!!
| |
| − |
| |
| − | для электропривода в импеллерах справедлива эмпирика---сила тока эд наведенная тягой при полном газу это произведение силы тяги в ньютонах на диаметр крыльчатки в метрах,на кв мотора в герцах на вольт и на корень из Су -------
| |
| − |
| |
| − | Iст= Fст Dим Kхх (Сумах)^0.5
| |
| − | например 4.8н х 0.075мм х 24гц/в x(1.8)^0.5=11.6а!----Uakky=Pпот/Iст=184вт/11.6а=16в
| |
| − |
| |
| − | для импеллерного ла воздушная скорость полёта в горизонте на полном газу-----Vгор= Dим fст (Сумах КПДим)^0.5=(0.6-0.71) Dим fст (Сумах)^0.5 !!!
| |
| − |
| |
| − | [[Файл:имп-лк.jpg]]
| |
| − | [[Файл:фотомиг.jpg]]
| |
