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行業(yè)資訊

 

風(fēng)機(jī)氣墊防磨葉片表面壓力實(shí)驗(yàn)研究

2015-04-14
　　文編號(hào)風(fēng)機(jī)氣墊防磨葉片表面廟力實(shí)驗(yàn)研究李少華，車德勇，胡思科東北電力學(xué)院動(dòng)力工程系，吉林吉林結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)分析。通過實(shí)驗(yàn)研巧了主流速度為10/s化不同開孔方向、不同射流速度對(duì)空屯、葉片表面壓力的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表助葉片表面吹入合適的射流后，表面壓力比無射流時(shí)高。
　　作者提出了風(fēng)機(jī)氣墊防磨思想，并在文獻(xiàn)]中對(duì)風(fēng)機(jī)氣墊葉柵的流場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬「11，但并沒有研宛葉片表面形成防磨氣墊后對(duì)葉片氣動(dòng)特性的影響。本文對(duì)單相氣體流場(chǎng)中的新型氣墊防磨葉片，在不同開孔方向、不同射流速度的情況下測(cè)量了葉片的表面壓力，其目的在于分析不同開孔方向、不同射流速度對(duì)氣墊防磨葉片表面壓力的影響。
　　實(shí)驗(yàn)設(shè)備如圖1所示，包括流動(dòng)系統(tǒng)和射流發(fā)生系統(tǒng)。流動(dòng)系統(tǒng)由風(fēng)機(jī)、小型直流式風(fēng)洞、實(shí)驗(yàn)段和排氣段組空必翼型葉片安裝在實(shí)驗(yàn)段內(nèi)。實(shí)驗(yàn)段為XX430的矩形有機(jī)玻璃方筒，側(cè)面開有與葉片外形完全相同的孔，將葉片剛好插入。并在實(shí)驗(yàn)段上表面沿主流方向開槽，便將熱膜風(fēng)速僅的探頭和靜壓管插入流場(chǎng)。射流發(fā)生系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)、壓力調(diào)節(jié)器和定的管路組成空壓機(jī)通過定的管路及壓力調(diào)節(jié)器與空必葉片相患判提供實(shí)驗(yàn)中所需的射流。
　　實(shí)驗(yàn)用空必翼型葉片表面巧勻開有20Xll個(gè)孔，孔徑為l，開孔方向分別為與水平方向成45和90°。空必翼型葉片的設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示，其中為距機(jī)翼頭部的水平距離主為葉片弦長(zhǎng)。，1，為機(jī)翼最大厚度為任斷面的機(jī)翼厚度。
　　穩(wěn)定段2.實(shí)驗(yàn)段3.尾段4.排氣段5.風(fēng)機(jī)6.空壓機(jī)7.壓力調(diào)節(jié)器圖1實(shí)驗(yàn)裝置化05化96葉片參2實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)固定主流速度，改變?nèi)~片小孔射流速度。實(shí)驗(yàn)葉片固定在零沖角位置，實(shí)驗(yàn)中用熱膜風(fēng)速儀測(cè)量主流速度和葉片小孔射流速度，用靜壓管測(cè)量了沿葉片型線方向的表面壓力。實(shí)驗(yàn)中主流速度為1與水平成45°和90°。由于所選葉片是對(duì)稱葉型、葉片上下表面的壓力分布完全相同，因此實(shí)驗(yàn)時(shí)只測(cè)量上表面的壓力。實(shí)驗(yàn)葉片沿型線布置28個(gè)測(cè)點(diǎn)，葉片頭部壓力梯度較大，布置測(cè)點(diǎn)較密，前緣點(diǎn)至葉片最大厚度處兩相鄰測(cè)點(diǎn)沿弦向的距離為化5，葉片最大厚度至尾緣點(diǎn)處兩相鄰測(cè)點(diǎn)沿弦向距離為11.
　　實(shí)驗(yàn)中用壓力系數(shù)。表示葉片表面各測(cè)點(diǎn)實(shí)際測(cè)得的壓力，并繪制成相應(yīng)的葉片表面壓力分布曲線定義為[2]：公式中為葉片表面壓力為未受擾動(dòng)來流壓力；為空氣密度；。：為來流速度。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析1垂直射流氣墊葉片射流垂直入射時(shí)的壓力系數(shù)曲線圖。由圖2可W看出，垂直射流速度為10/s時(shí)，葉片表面壓力出現(xiàn)波動(dòng)，其它條件不變，繼續(xù)加射流速度至15波動(dòng)隨射流速度的增加逐漸加劇，見圖3、圖4、圖5.
　　2射流垂直入射時(shí)的表面壓力系數(shù)由上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出，當(dāng)速度比射流與主流速度之比1化射流對(duì)主流場(chǎng)已產(chǎn)生定的干擾，此時(shí)垂直射流對(duì)主流的阻礙作用較大，使主流速度降低，表面壓力升高，另方面，主氣流對(duì)射流的橫向吹掃作用造成射流沿主氣方向的兩側(cè)補(bǔ)氣條件不同，射流的兩側(cè)產(chǎn)生壓力差，射流在壓力差作用下發(fā)生彎曲31，主氣流對(duì)射流的這種壓迫作用損失了射流的部分原動(dòng)力即動(dòng)量，這株射流的速度降化進(jìn)步提高葉片的表面壓力。但垂直射流時(shí)，在射流上游距離射流較近的位置由于垂直射流與主氣流的相互阻礙作用較強(qiáng)，表面壓力升高，又因?yàn)榇怪鄙淞飨鄬?duì)不易彎曲41，射流速度的水平分量較小，射流的順流貫穿段較鍰在射流下游距離射流孔較遠(yuǎn)又沒有到達(dá)鄰近射流孔的位置氣墊不連級(jí)氣墊厚度變薄，氣墊對(duì)主氣流的支撐作用減弱，葉片的表面壓力有所降低，因而氣墊葉片射流垂直入抽時(shí)壓力系數(shù)波動(dòng)較大，曲線的平滑性不是很好。比較圖25可看出，速度比越大，葉片的表面壓為越不穩(wěn)定。
　　射流傾斜入射時(shí)的表面壓力系數(shù)8射流傾斜入射時(shí)的表面壓力系數(shù)9射流傾斜入射時(shí)的表面壓力系數(shù)由于上述結(jié)果可1看化對(duì)于射流傾斜入射的氣墊葉片，速度比1時(shí)的表面壓力與無射流時(shí)相比有所增大，這與射流垂直入射時(shí)相同。此外，比較其它條件相同，射流垂直入射和傾斜入射時(shí)，葉片表面形成氣墊后的壓力系數(shù)曲線可抖看出，射流傾斜入射的壓力系數(shù)曲線比垂直入射時(shí)的曲線平滑得多。
　　傾斜射流《射流速度方向與主流速度方向夾角較小，射流對(duì)主氣流的阻礙作用不如垂直射流強(qiáng)烈，加之傾斜射流在主流方向的分速度較大，射流的順流貫穿段較長(zhǎng)，形成的氣墊比較連續(xù)，所傾斜射流時(shí)葉片表面不同位置處的表面壓力比垂直射流的表面壓力穩(wěn)定。
　　4結(jié)論。氣墊葉片射流垂直入射不如傾斜入射表面壓力穩(wěn)定：對(duì)于射流傾斜45°入射的氣墊葉片，速度比及1時(shí)，葉片的表面壓力略高于同樣條件無射流時(shí)葉片的表面壓力；對(duì)于射流傾斜45°入射的氣墊葉片，其表面壓力隨射流速度的增加而大。
　　由上述結(jié)果可看出，葉片表面吹入合適的射流有向外。支撐，主氣流的作用，可抖防止主氣流中攜帶的粒子撞擊葉片表面，從而這到防磨的目的。
　　來源：互聯(lián)網(wǎng)
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