貫穿葉片式创信娱乐登录主要參數設計計算

2017-12-13  來自: 永嘉縣创信平台自動化儀表有限公司瀏覽次數:290

  貫穿葉片式创信娱乐登录主要參數設計計算

  摘要:介紹了貫穿葉片式创信娱乐登录的組成部分、工作原理、氣缸內壁型線,計算、了解氣腔面積、氣腔容積及該種馬達的主要參數。

  關鍵詞:貫穿葉片;创信娱乐登录;氣腔型線;設計計算

  1 概述

  貫穿葉片式创信娱乐登录可以認為是從貫穿葉片式壓縮機或一般葉片式创信娱乐登录演變來的,前者與后二者在結構和設計計算的某些方面有若干共同點,但前者比一般葉片式创信娱乐登录要簡單些。由于一般葉片式创信娱乐登录的葉片靠離心力及葉片根部的壓縮氣體的壓力作用使葉片頂部緊緊壓向氣缸內壁面來實現相鄰氣腔間的密封,這樣,葉片與氣缸內壁面之間的摩擦力較大,從而縮短了创信娱乐登录葉片壽命,降低了创信娱乐登录總效率。

  為了克服一般葉片式创信娱乐登录的這一缺點,出現了貫穿葉片式创信娱乐登录。

  2 貫穿葉片式创信娱乐登录組成部分

  圖1為貫穿葉片式创信娱乐登录組成部分示意圖。該创信娱乐登录由轉動部分及固定部分組成。轉動部分包括圖1所示的轉子2,轉子2上有兩條相互垂直的貫穿葉片槽,兩槽內裝有兩個相互垂直的彼此互不干擾的葉片

  

貫穿葉片式创信娱乐登录組成


  3创信娱乐登录運轉過程中,葉片頂部始終保持與氣缸1的內壁表面接觸以防止葉片兩側的氣體竄流;但對氣缸內壁表面產生很小的接觸力。轉子2始終繞其中心轉動,创信娱乐登录輸出軸與轉子2固結在一起,輸出軸的中心線與轉子中心線重合(輸出軸在圖1中未表示出)。

  固定部分主要包括圖1的氣缸1,氣缸1的外表面上有進氣孔口4及排氣孔口5,此二者分別與進氣接管及排氣接管連通,此二接管圖1中未表示出來。氣缸兩端有端蓋,還有軸承座等。

  3 貫穿葉片式创信娱乐登录工作原理

  當壓縮氣體自圖1的進氣孔4進入轉子外表面、氣缸內表面、兩葉片之間的氣腔(也稱基元容積)時,驅動葉片并帶動轉子一起作逆時針旋轉,從輸出軸輸出功率及轉矩。

  由于進氣過程中轉子旋轉,氣腔容積逐漸增大,當氣腔容積達到一定容積V1時,該氣腔與進氣孔口4切斷,隨后轉子繼續轉動,容積由V1不斷增大到最大容積V2,與排氣孔口5接通進行排氣。因此壓縮氣體在氣腔內由進氣過程、膨脹過程、排氣過程三者組成一個理論循環過程。這個理論循環過程由圖2表示。

  

理論循環過程


  圖2中1-2為進氣過程,2-3為絕熱膨脹過程, 4-5為排氣過程。在絕對壓力為p、容積為V的p-V圖中,面積1-2-3-4-5表示一理論絕熱過程中,壓縮氣體對创信娱乐登录所作的絕熱理論功,按文獻〔2〕可表示如下:

  

公式1


  式中 AT一理論絕熱過程中壓縮氣體對创信娱乐登录所作的絕熱理論功, J

  p1--進氣絕對壓力, Pa

  T1--進氣絕對溫度, K

  p2--排氣絕對壓力, Pa

  T2--排氣絕對溫度, K

  V2--排氣容積, m3

  k--创信娱乐登录的工作介質的絕熱指數,采用壓縮空氣時k=114

  AT還可表示為:

  

公式2


  式中 N--馬達輸出功率, kW

  n--创信娱乐登录的額定轉速, rPmin

  Z--貫穿葉片的數目

  G--创信娱乐登录絕熱總效率,G=0.42~0.5

  通常Z=2,也可以Z=1,本文中采用Z=2。

  由式(2)計算出AT之后,p1、p2、T1、T2、

  k為已知時,則由式(1)可計算出V2:

  

公式3


  圖2中的2)3之間為絕熱膨脹,則V1與V2之間有下列關系式:

  

公式4


  4 氣缸內壁的型線方程

  圖3中每個葉片的徑向長度為2R。當葉片處于水平位置時,這個葉片的中點是氣

  缸內壁型線的中心,有:

  e=R-r

  式中 e--偏心距, m

  R--氣缸內壁型線的創成半徑, m

  r)--轉子半徑, m

  

氣缸內壁的型線方程


  圖3

  以圖3中的O點為參考點,氣缸內壁的長半徑OB為:

  OB=e+R=e+(r+e)=r+2e

  氣缸內壁的短半徑OA為:

  OA=r

  圖3中,O為極點,Ox軸為極軸,葉片與Ox軸重合位置起,U=0,逆時針方向U為正,矢徑Q對應的角為U。由于是貫穿葉片,無論葉片處于任何位置,葉片這一端的極徑增加,則另一端的極徑減小,一個葉片在一條直線上的兩極徑之和保持為2R,即

  OP+OQ=2R

  根據這個特點,理論上氣缸內壁的型線為帕斯卡渦線,圖3所示的極坐標系中,該渦線的方程式為:

  Q=R+esinU

  5 氣腔面積計算

  從圖4中兩相鄰葉片oa及od之間的氣

  腔面積a-b-c-d中取微小面積,該微元的極

  角為A,極徑為Q,微元的面積為

  

公式5


  將氣缸內壁型線的方程代入,得

  

公式6


  式中 B--兩相鄰葉片之間的夾角,rad 本文中兩個貫穿葉片互相垂直,有

  

公式7


  將式(11)代入式(10),得

  

公式8


  

公式9


  因葉片有厚度,實際上最大氣腔面積將小于計算值Smax。由于葉片厚度的影響使氣腔面積減小的程度,可用一個系數K來近似計算:

  S1=KSmax

  或者 S1=K〔P4(R2-r2+e22)+ 2Re+e24〕

  

氣腔容積計算


  式中 S1--考慮葉片厚度的影響后氣腔的面積,m2

  K--影響系數

  

公式10


  前面已經約定Z=2,式(16)變為

  

公式11


  6 氣腔容積計算

  氣腔容積為:

  V=B

  式中 V--氣腔容積, m3

  B--氣腔軸向寬度, m

  最大氣腔容積為

  Vmax=V2=S1B

  式中 Vmax--最大氣腔容積, m3

  由式(3)、式(19),得出葉片的軸向寬度

  B=V2/S1

  圖1中,葉片旋轉過程中切斷進氣孔口

  4的位置角度U1確定如下。進氣容積V1由式(4)得出,由式(12)算出面積S,

  

公式12


  由式(21)可解出U1。

  7 主要幾何參數計算

  (1)氣腔軸向長度或貫穿葉片軸向寬度B按式(20)決定。

  (2)創成半徑及偏心距確定圖3中創成半徑R與偏心距e的比值K

  稱為氣缸內壁型線的形狀參數,即

  K=Re

  根據文獻〔1〕的研究表明,在下述范圍內選擇K值比較適宜:

  K=4~10

  偏心距e按下列范圍選取:

  e=01005~0101

  當K、e選取之后,R隨之確定:

  R=Ke

  (3)貫穿葉片幾何尺寸計算

  

)貫穿葉片幾何尺寸計算


  圖5中

  L=2R

  式中 L--葉片徑向長度, m葉片厚度可先選定,最后進行彎曲強度校核,計算葉片彎曲強度的方法可參閱文獻

  〔3〕。

  D=0.1004~0.1006

  式中 D--葉片厚度, m

  圖5中的貫穿葉片缺口軸向寬度b略小于BP2。

  m的長度為

  m=215e

  葉片頂端圓角半徑為:

  

公式14


  式中 rV--葉片頂端圓角半徑, m

  (4)轉子外半徑計算

  r=R-e

  式中 r--轉子外半徑, m

  (5)馬達進、排氣孔口位置的確定

  圖1中,進氣孔位置U1由式(21)確定。排氣孔口位置U2=P4+P2=3P4。

  按文獻〔2〕,U3、U4為:

  U3=U4=Dr

  8 進、排氣接管內直徑計算

  進、排氣接管分別與進、排氣孔口連接(進、排氣接管在圖1中未表示出來)。進氣接管內氣流平均速度v1通常為20~25mPs,進氣接管內直徑d1的計算方法如下:

  每秒鐘流過進氣接管斷面Pd214的壓縮氣體容積流量為Pd21v14,應與每秒鐘進入氣腔的容積流量4V1n60相等,即:

  

公式15


  式中 d1--進氣接管內直徑, m

  v1--進氣接管內氣流平均速度, mPs排氣接管內直徑與進氣接管內直徑相等。

  通常排氣接管內氣流平均速度比v1大很多。

  9 创信娱乐登录耗氣量計算

  

公式17


  式中 G--创信娱乐登录每分鐘耗氣量,kgPmin

  R1--壓縮氣體常數。對于壓縮空

  氣,R1=287114 JP(kg.K)

  10 結束語

  貫穿葉片式创信娱乐登录是一種新型的馬達,它的最大特點是采用貫穿式葉片,從而提高了创信娱乐登录葉片使用壽命。該種馬達氣缸內壁型線不是圓周曲線而是帕斯卡渦線。它具有一切葉片式创信娱乐登录的優點。

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