forma si utilitate in unele aplicatii tehnice ale mecanicii fluidelor

More documents

Recommendations

Info

Func!ia tehnic poate fi realizat de anumite forme geometrice i efecte geometrice. Procedeul de realizare a func!iei într-un sistem tehnic poate fi descris prin principiul ce st la baza construc!iei. Utilizarea efectului geometric al planului înclinat (fig. 1) (materializat într-o form geometric spa!ial) poate duce la deplasarea unui organ sub ac!iunea planului sau la deplasarea planului sub ac!iunea invers [18]. Pornind de aici rezult pentru mainile hidraulice cazul elicei care permite ob!inerea unor maini cu elice motoare (fig. 1a, cu utilizarea unui curent de fluid: turbina axial, rotorul eolian axial) sau generatoare (fig. 1b, cu realizarea unui curent de fluid: pompa axial, ventilatorul axial, elicea naval, elicea avionului). Se observ reversibilitatea acestor maini (cu modificri constructive specifice) precum i utilizarea unor fluide de lucru diferite [18, 19]. Carena deschis s-a ob!inut prin combinarea unui curent general de transla!ie cu un sistem de singularit!i în axa de simetrie, alctuit dintr-o surs punctiform pozitiv i o surs liniform negativ. Câmpul din mediul electroconductor continuu (electrolit CuSO 4 5H 2 O) este în form de sector de cilindru; prin msurtori pe model cu ajutorul unei sonde deplasate în puncte din cuva cu electrolit se traseaz echipoten!ialele U=const., care în condi!iile analogiei directe reprezint poten!ialul de vitez H=const. Liniile de curent =const. se traseaz grafic. Ca date ini!iale s-au admis debitul nominal i dimensiunile de baz (diametrele carcasei i bucei rotorului). Alimentarea electric a cuvei se face cu valori calculate ale densit!ii de curent. Din spectrul ob!inut pe modelul electric s-a separat linia carenei (fig. 2a) dup care s-a construit calota montat pe ventilator (fig. 2b). a) b) Fig. 1 Cercetrile expuse în lucrare sunt axate pe dou direc!ii: perfec!ionarea aerohidrodinamicii sistemului i îmbunt!irea tehnologic. Prototipul rezultat se verific pe standuri de prob adecvate precizând în final solu!iile optime sau unele direc!ii promi!toare de cercetare. Fig. 2a. 2. Modificri constructive ,i consecine 2.1. Îmbunt!irea caracteristicilor unui ventilator axial Realizarea unui traseu aeraulic performant referitor la carcasa ventilatorului axial, re!eaua de palete rotorice i statorice precum i la butucul pr!ilor mobile i fixe va asigura transferul i transformarea cu randament ridicat a energiei mecanice de antrenare a rotorului. Pentru spectrul meridian al curgerii care urmrete formele optime ale carenei i carcasei se utilizeaz metode teoretice sau experimentale. Metoda analogiei electrohidrodinamice s-a utilizat pentru ob!inerea unei carene hidrodinamice optime la un ventilator axial naval prin modificarea suprafe!elor i a sec!iunii transversale care asigur parametri aeraulici optimi în micare sta!ionar [3]. Fig. 2b. Încercarea pe stand a ventilatorului s-a fcut în varianta carenei ob!inut prin modelare i în varianta în construc!ia de referin!-cu linie punctat (fig. 2b). Creterile de randament în varianta carenei profilate prin analogia electrohidrodinamic sunt de pân la 28%, ceea ce arat eficacitatea unui carenaj corect profilat din punct de vedere aerodinamic [3, 10]. Rmâne deschis problema gsirii unui optim tehnologic pentru realizarea carenei, ceea ce apare ca o contradic!ie tehnic între cele dou variante. În
acest sens se men!ioneaz solu!ia carenei ob!inut prin simularea numeric a micrii poten!iale generate prin suprapunerea unei transla!ii cu o surs punctiform pozitiv plasat în origine (fig. 2c). 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.7 0.6 0.4 0.5 0.3 0.2 Corpul ventilului trebuie profilat dup linia de curent 1 pentru a nu modifica spectrul ob!inut. S-a asimilat por!iunea din corpul ventilului dup o form tehnologic optimal (suprafa! sferic) i fcând încercri hidrodinamice pe stand pentru determinarea coeficientului de rezisten! local la diverse grade de închidere i un numr Reynolds de 200000 se constat o scdere însemnat a rezisten!ei locale în cazul variantei profilate hidrodinamic (pân la 50%) [4]. 0 0 -0.3 0.1 0 -0.1 -0.2 -0.6 -0.1 -0. -0.3 -0.4 -0.7 -0.6 -0.4 -0.5 -0.5 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Fig. 2c. 2.2. Ameliorarea caracteristicilor hidrodinamice ale robinetelor cu ventil Pentru realizarea unei închideri sigure într-un robinet, ventilul trebuie dispus cu apsarea pe direc!ia curentului. Pentru aceasta curentul este abtut la 90° fa! de direc!ia principal , trece prin scaunul ventilului dup care este readus pe direc!ia ini!ial, ceea ce provoac mrirea rezisten!ei locale. Aceast contradic!ie tehnic trebuie atenuat prin cutarea unor variante ale construc!iei care asigur satisfacerea ambelor cerin!e (închidere sigur i pierdere local de presiune sczut). Modelarea electroanalogic s-a fcut în sec!iunea longitudinal central a unui robinet Pn16- Dn65 prevzut cu un ventil cu suprafa!a de închidere de form plan [4, 10]. Pe un montaj clasic [10] s-au trasat liniile de curent =const. (fig. 3a). Fig. 3a. Liniile de curent sunt puternic perturbate în zona ventilului, de aceea acesta s-a îndeprtat din model, condi!iile de curgere devenind optime (fig. 3b). Fig. 3b. Prin modificarea formei axei longitudinale i a sec!iunii transversale s-a ob!inut o perturbare minim a curentului în zona ventilului de închidere. Alegerea unor forme adecvate, care corespund câmpului hidrodinamic ob!inut prin analogie electrohidrodinamic este o cale posibil pentru îmbunt!irea prin solu!ii simple a caractersticilor acestui produs. 2.3. Profil aerodinamic pentru motoarele eoliene cu ax vertical Rotorul Darrieus cu pale fixe este un rotor eolian transversal cu ax vertical cu 1, 2 sau mai multe pale, drepte sau arcuite. Este o solu!ie de mare perspectiv în captarea energiei eoliene fiind principalul concurent al motoarelor eoliene cu ax orizontal cu rotor tip elice [7, 9, 12, 21]. Sub ac!iunea vitezei V a vântului se produce deplasarea palelor cu viteza tangen!ial U (i viteza unghiular ) pe un cerc de raz r (fig. 4) [19]. Viteza relativ W a aerului în raport cu palele se determin din rela!ia V =U +W sau W =V -U i formeaz unghiul de inciden! i fa! de coarda tangent la cerc a profilului simetric al palelor. Viteza relativ W produce o for! aerodinamic R pe profilul palei i este rezultanta portan!ei R z (perpendicular pe W ) i rezisten!ei R x (pe direc!ia W ). Rezultanta R se poate descompune în componenta Ru care produce momentul motor al rotorului i componenta R n , pe direc!ia razei.
Page 1: UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAO
Page 5 and 6: Fig. 6a. Fig. 6b. Dac turboambreiaj

forma si utilitate in unele aplicatii tehnice ale mecanicii fluidelor

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?