Авиация Лопатка (лопасть)

02 апреля 2011


Оглавление:
1. Лопатка (лопасть)
2. Основные типы лопаток
3. Конструкция лопатки
4. Лопатки паровых турбин
5. Лопатки компрессоров
6. Лопатки гидротурбин



Турбинная лопатка

Лопатка — деталь лопаточных машин, предназначенная для изменения в них параметров газа или жидкости.

Особой разницы в конструктивных особенностях и способах применения между лопастями и лопатками нет, но в употреблении этих понятий чаще лопатками называют лопасти, у которых ширина не менее четверти их длины.

Машины или механизмы, оснащённые рабочими колёсами с установленными на них лопастями или лопатками, в зависимости от типа источника энергии для их перемещения в потоке жидкости или газа, могут быть нагнетательными или приводными.

В нагнетательных машинах лопасти или лопатки перемещают поток. В приводных — поток жидкости или газа приводит в движение лопасти или лопатки.

Принцип действия

В приводных машинах или механизмах принцип действия лопаток схож с принципом действия лопастей подвижной части ветряной мельницы.

Силы, действующие на ротор мельницы

Лопасти жёстко закреплены на роторе, представляющем собой вращающийся вал. Ротор связан с каким-либо механизмом, который совершает полезную работу при вращении. Рабочим телом в мельнице принято считать поток воздуха. Набегающий поток воздуха движется по направлению оси вращения ротора. Лопасти мельницы закреплены таким образом, что их плоскость повёрнута относительно оси крепления на некоторый угол. Этот угол в аэродинамике называется углом атаки.

Лопасть стоит на пути движения воздуха. Когда поток сталкивается с нею, он тормозится и изменяет направление движения, обтекая её, как показано на рисунке. При этом около передней поверхности лопасти возникает область с повышенным давлением воздуха, а около задней поверхности возникает область с пониженным давлением. Величина разницы давлений dP зависит от многих параметров, например скорости движения воздуха, угла атаки, формы поверхности.

Силы, действующие на лопасть мельницы
Ветряная мельница

Из-за разности давлений на поверхностях на лопатку начинает действовать сила P, направленная по нормали к её плоскости. Поскольку лопатка жестко закреплена на роторе и не может совершать осевые перемещения, на неё действует сила реакции опоры N, направленная по оси ротора в сторону противоположную движению потока. Суммарной силой, при сложении этих двух сил, является сила F, направленная перпендикулярно оси ротора. Поскольку эта сила приложена к лопасти, то возникает крутящий момент М, который заставляет ротор вращаться. Связанный с ротором механизм выполняет полезную работу.

В случае ветряной мельницы перепад давления на лопатке небольшой и, для увеличения силы Р увеличивают площадь, поскольку сила Р = dP x S, где:

средний перепад давления;

S — площадь лопатки.

Способ увеличить силу Р, а значит и полезную работу всей установки, это увеличить перепад давления dP. Увеличение перепада давлений на входе в лопаточный аппарат и на выходе из него требует расположения на валу нескольких лопаток, радиально расположенных в одном круговом ряду. Такой круговой ряд или диск с веерно расположенными в нём лопатками, называют ступенью расширения или ступенью давления.

В зависимости от величины перепада давления на валу может находиться несколько ступеней давления.



Просмотров: 4935


<<< Лопастной компрессор
М-103 (двигатель) >>>