气动马达动叶轮及导流器内气流分析及有关参数

2018-01-17  来自: 永嘉县圣邦自动化仪表有限公司 浏览次数:300

  气动马达动叶轮及导流器内气流分析及有关参数

  气动马达按结构形式可分为:叶片式气动马达、活塞式气动马达和齿轮式气动马达等几种形式。目前,叶片式气动马达广泛应用于矿山及风动工具。

  根据仿真的结果,对叶片式马达进行动态特性分析,气动马达动叶轮及导流器内气体在圆柱面上流动,以下图 中的平均半径,rm 的圆柱面有代表性,因此着重讨论气体在以,rm 为半径的圆柱面上的流动。

  

平面上流动的示意图


  若将圆柱面展开成平面,则气体的流动就变成在平面上流动了。图3 就是气体在以,Rm为半径的圆柱面上的流动展成在平面上流动的示意图。从左至右依次是第一段动叶

  轮、导流器、第二段动叶轮的部分叶片断面。

  

叶片断面


  为了清楚,将图3 中的速度、角度绘成图4 所示形式

  

速度、角度绘成图


  则图3 和图4 中,各速度有以下关系:

  

公式1


  式中w1———第一段动叶轮进口处气流的相对速度,m/s

  w2———第一段动叶轮出口处气流的相对速度,m/s

  V2———第一段动叶轮出口处气流的绝对速度,m/s

  V3———第二段动叶轮进口处气流的绝对速度,m/s

  W3———第二段动叶轮进口处气流的相对速度,m/s

  W4———第二段动叶轮出口处气流的相对速度,m/s

  角度有以下关系:

  

公式2


  式中b1\b2———分别为第一段动叶轮进口处和出口处的相对气流角度,

  a3\b3———分别为第二段动叶轮进口处的绝对气流角和相对气流角度,

  a2———第一段动叶轮出口处绝对气流角度,

  b4———第二段动叶轮出口处相对气流角度

  式(1)所表达的单位质量气体对气动马达所做的绝热理论功#$ 还可以通过第一、二段动叶轮进出口处气流的各种速度来表达,即:

  

公式3


  式中A1———单位质量气体对第一段动叶轮所做的绝热理论功,J/kg

  

公式4


  式中A2———单位质量气体对第二段动叶轮所做的绝热理论功,J/kg

  V4———第二段动叶轮出口处气流的绝对速度,m/s

  A4———第二段动叶轮出口处气流的绝对气流角,度

  

公式5


  由式(19)可知

  


  越大。

  下面讨论图4 所示各有关速度及角度。

  由图4 可知

  

公式7


  按图4,V4 如下计算:

  

公式8


  选择合理的V4值,满足V4

  在上式中,应按下述范围选择,即:

  

公式9


  在设计计算中,为更有效地利用压缩气体的能量,则V4 越小越好。所以,合理地选择Y 值可使V4 变得更小。

  图4中,

  


  以上讨论的是气体的流速和角度的关系,以下讨论动叶轮及导流器的有关几何尺寸(如图5)和叶片形状。

  

叶轮及导流器


  

公式8


  式中抽rm———两个动叶轮及导流器的平均半径

  

公式9


  式中l———两动叶轮及导流器的叶片径向

  高度

  rt ———两动叶轮及导流器的外半径

  rh ———两动叶轮及导流器的内半径

  n1———叶片径向高度的计算系数,

  n1=0.3-0.32

  

动叶轮单个叶片的形状


  

动叶轮单个叶片的形状1


  图6、图7 分别是两动叶轮单个叶片的形状,则有:

  

公式10


  式中b———两动叶轮叶型弦长(图中未标明)

  t———两动叶轮叶片节距

  m1———系数,m1=0.16-0.18

  m2———系数,m2=0.12-0.13

  每个动叶轮的叶片数为(计算后取整):

  

公式11


  第一段动叶轮叶片型线绘制时所需几何参数及型线绘制方法如下:

  

公式12


  式中b0———叶栅绘制宽度

  r———叶栅叶片型线内弧半径

  r0———叶栅叶片型线外弧半径

  n2———系数,n2=0.45-0.60

  其绘制方法为:

  用中心线1— 1将叶栅的绘制宽度(b0平分,作一条与1—1 直线垂直的直线2—2,交点为o,从o点作两条射线OC1、OC2,分别与2—2 所成角度b1、b2;以点!o为圆心,以r为半径画出叶片型线的内弧C1C2;自点C1作直线OC1 的垂线C2A;自点C2 作直线!#! 的垂线OC2,这两垂线的交点为A;连接AO,AO 与C1C2 交于点D,以点D为圆心,r0为半径作出型线的外弧与C1A、C2A 相交,就形成了叶片型线的整个外侧型线。为使叶片入口边缘平滑,把叶片尖的入口边缘改为平滑的入口边缘。

  图8为导流器的叶型,则有:

  

公式13


  式中b———导流器叶片弦长

  t ———导流器叶片节距

  m2———系数,取m2=0.17-0.18

  

导流器的叶片数


  导流器的叶片数为(计算后取整):

  

公式13


  式中b0———导流器叶栅绘制宽度

  r ———导流器叶栅叶片型线内弧半径

  ro———导流器叶栅叶片型线外弧半径

  

公式14


  导流器叶片型线绘制方法与动叶轮的绘制方法相同,这里不再赘述。

  第二段动叶轮叶片型线参数如图7,绘制方法与第一段动叶轮、导流器的均相同。

永嘉县圣邦自动化仪表有限公司,专营 气动球阀 气动闸阀 气动截止阀 气动蝶阀 阀门气马达执行器 闸阀气动头 等业务,有意向的客户请咨询我们,联系电话:13868317888

CopyRight © 版权所有: 永嘉县圣邦自动化仪表有限公司 技术支持:永嘉骏马网络科技有限公司 网站地图 XML


扫一扫访问移动端