Сырғу коэффициенті - Slip factor

Жылы турбомеханика, сырғанау коэффициенті ішіндегі сұйықтық сырғуының өлшемі болып табылады жұмыс дөңгелегі компрессордың немесе турбинаның, көбіне центрифугалық машинаның. Сұйықтық сырғуы дегеніміз - сұйықтық дөңгелектен қалақша / қалақ бұрышынан шығатын бұрыштағы ауытқу. Осьтік жұмыс доңғалақтарында едәуір кіші болғандықтан (сырғанау бір бағытта кіріс және шығыс ағыны) радиалды дөңгелектерде өте маңызды құбылыс болып табылады және жұмыс кірісін немесе бағаны дәл бағалауды анықтауда пайдалы энергия беру жұмыс дөңгелегі мен сұйықтық арасындағы, қысымның көтерілуі және жылдамдық үшбұрыштары дөңгелектің шығуында.

Сұйықтықтың сырғып кетуіне қарапайым түсініктеме беруге болады: дөңгелекті қарастырайық з бұрыштық жылдамдықпен айналатын жүздердің саны ω. Дөңгелек өтпесі арқылы сағат тілінің бағытымен жүру кезінде қысым мен жылдамдықтың айырмашылығын жұмыс дөңгелектерінің жүздерінің артқы және алдыңғы беттері арасында байқауға болады. Дөңгелектер қалақшасының жетекші бетінде жоғары қысым мен төмен жылдамдық байқалады, бұл пышақтың артқы жағында жоғары жылдамдықпен төмен қысыммен салыстырғанда. Бұл жұмыс дөңгелегі қалақшасының айналасында a бағытта айналымға әкеледі, бұл ауа кез келген радиуста біркелкі емес жылдамдық үлестірумен дөңгелектің жылдамдығына эквивалентті айналу жылдамдығын иемденуіне жол бермейді.

Бұл құбылыс шығыс айналымын азайтады жылдамдық, бұл турбинадан немесе компрессордан шығатын таза қуаттың өлшемі. Демек, сырғанау коэффициенті ағын жылдамдығының жоғарылауына байланысты дамыған таза қуатқа әсер ететін сырғанауды жоғалтуға мүмкіндік береді.

Слип факторын есепке алатын факторлар

• Салыстырмалы құйынды.
• Артқа құйма.
• Дөңгелектің дизайны немесе геометриясы

1. Пышақтың орташа жүктемесі.
2. Пышақтың қалыңдығы.
3. Пышақтардың ақырғы саны.

• Сұйықтықтың кіру шарттары.
• Жұмыс сұйықтығы тұтқырлық.
• Әсері шекаралық қабат өсу.
• Ағынды бөлу.
• Ағын пакеттерінің қабырғаларына үйкеліс күштері.
• Шекаралық қабаттың бітелуі.

Слип факторының математикалық формулалары

Сурет 1. идеал және нақты жылдамдықтың үшбұрыштары жұмыс дөңгелегі Шығу

Математикалық тұрғыдан 'σ' деп белгіленген сырғану коэффициенті дөңгелектің шығуындағы айналу жылдамдығы компоненттерінің нақты және идеал мәндерінің қатынасы ретінде анықталады. Идеал мәндерді аналитикалық тәсіл арқылы есептеуге болады, ал нақты мәндерді эксперимент арқылы бақылау керек.

${ displaystyle sigma = { frac {V '_ {w2}} {V_ {w2}}}}$

қайда,

V '_w2 : Нақты айналым жылдамдығы компоненті,

V_w2 : Айналмалы жылдамдықтың тамаша компоненті

Әдетте, σ 0-1-ден ауытқиды, орташа мәні 0,8-0,9 аралығында.

Сырғанау жылдамдығы келесі түрде беріледі:

V_S = V_w2 - V '_w2 = V_w2(1-σ)

Айналу жылдамдығы:

V '_w2 = σ V_w2

Slip Factor корреляциясы

• Стодола теңдеуі: Стодоланың айтуы бойынша, дөңгелектің барлық шығыс сессиясын толтыратын салыстырмалы құйма. Берілген ағындық геометрия үшін сырғанау коэффициенті дөңгелектің қалақтары санының артуымен өседі, осылайша шығындардың маңызды параметрінің бірі болады.

${ displaystyle sigma = 1 - { frac { pi} {z}} { frac { sin beta _ {2}} {(1- phi _ {2} cot beta _ {2} )}}}$

мұндағы, z = жүздердің саны және ${ displaystyle phi _ {2} = { frac {V_ {r2}} {U_ {2}}}}$ ^[1]

Радиалды ұш үшін, β₂ = 90⁰ ∴ ${ displaystyle sigma = 1 - { frac { pi} {z}}}$

Теориялық тұрғыдан, ағынның мінсіз нұсқауын алу үшін ағын дөңгелекті дәл қалақ бұрышында қалдыру үшін жіңішке қалақшалардың санын шексіз көбейтуге болады.

Алайда, кейінгі тәжірибелер белгілі бір мәннен тыс қалақтар санының одан әрі артуы бітелу аймағының ұлғаюына байланысты сырғу факторының төмендеуіне әкелетіндігін дәлелдеді.

• Станиц теңдеуі: Станиц сырғанау жылдамдығы пышақтың шығу бұрышына тәуелді емес екенін анықтады, сондықтан келесі теңдеуді берді.

${ displaystyle sigma = 1 - { frac {1.98} {z (1- phi _ {2} cot beta _ {2})}}}$

мұндағы, z = жүздердің саны,

β₂ 45-тен өзгереді⁰ 90-ға дейін⁰.

Радиалды ұш үшін: β₂ = 90⁰ ∴ ${ displaystyle sigma = 1 - { frac {1.98} {z}}}$

• Balje формуласы: Balje радиалды ұшымен берілген шамамен формула (β₂=90⁰) пышақ дөңгелектері:

${ displaystyle sigma = [1 + { frac {6.2} {z.n ^ {2/3}}}] ^ {- 1}}$

мұндағы, z = жүздердің саны, n = ${ displaystyle { frac {Impeller Tip Diameter} {Eye Tip Diameter}}}$

Жоғарыда түсіндірілген модельдерде Slip коэффициенті тек Impeller геометриясының функциясы екендігі анық көрсетілген. Алайда, кейінгі зерттеулер слип факторы басқа факторларға, сондай-ақ «жаппай ағынның жылдамдығына», тұтқырлыққа және т.б.

Сондай-ақ қараңыз

• Шекаралық қабат
• Сұйықтық механикасы
• Ағынды бөлу

Ескертулер

• Дөңгелектің шығуына қарай жүздің бұрышының төмендеуі ағын жылдамдығының жоғарылауымен сырғанау коэффициентінің өсуіне әкелетіні анықталды.
• Slip Factor - кері құйындыға байланысты масса ағынының функциясы.

Әдебиеттер тізімі

1. Радиалды сорғының жұмыс дөңгелектеріндегі ағынды модельдеу және сырғанау факторын бағалау (шілде, 2015), http://pia.sagepub.com/content/early/2015/07/08/0957650915594953.full.pdf?ijkey=pW8QmRIKoDzyXzO&keytype=finite.
2. Сеппо А. Корпела (2011), Турбомбинаттың принциптері. John Wiley & Sons, Inc. ISBN  978-0-470-53672-8.
3. С.Л. Диксон (1998), Турбомбинаттың сұйықтық механикасы және термодинамикасы. Elsevier Butterworth-Heinemann, Inc. ISBN  0-7506-7870-4.
4. Рама Горла, Айжаз Хан, Турбомбинат: Дизайн және теория. Marcel Dekker, Inc. ISBN  0-8247-0980-2.
5. Сұйықтық машинасы - FKM
6. Дизайн және дизайннан тыс жағдайларда жұмыс дөңгелектеріне арналған бірыңғай сырғанау факторының моделін талдау және растау
7. Центрифугалық сорғылардағы сырғу факторын және оның жұмысына әсер ететін факторларды сандық зерттеу
8. Сұйықтық машиналары - NPTEL
9. Радиалды орталықтан тепкіш желдеткіштегі сырғанау факторын эксперименттік және аналитикалық зерттеу.