21. ROTAČNÍ LOPATKOVÉ STROJE 21. ROTARY PADDLE MACHINERIS Hydraulické
– vodní motory – hydrodynamická čerpadla – hydrodynamické spojky a měniče
Tepelné
– – – –
Směr průtoku
parní a plynové turbiny ventilátory turbodmychadla turbokompresory - radiální - diagonální - axiální
Proudění oběžným kolem
Rychlosti: c1,2 – absolutní u1,2 – obvodová (unášivá) w1,2 - relativní
Rychlosti: cm – meridiánová cu – průmět c do u Eulerova rovnice gH = Y = u2cu2 – u1cu1 o
pro a1 = 90 gH = u2cu2
cu1 = 0 bezrázový vstup
Tvar oběžných lopatek
b 2
b 2
b 2
1. normální b2 = 90° cu2 = u2 gH = u2 cu2 = u22 2. indiferentní (neúčinná) b2 < 90° cu2 = 0 c1 = c2 3. pomaluběžná b2 > 90° cu2 = 2u2 4. rychloběžná b2 < 90° u2 > cu2 součinitel rychloběžnosti
2
n 4
Qv 2Y
3
Qv – objemový průtok (m3s-1) Y - měrná energie (Jkg-1)
b 2 gH = 0
měrné otáčky
ns
1210
n
Qv 4
Y3
Zachycení axiální (osové) síly axiálním ložiskem, dvouproudým uspořádáním, symetrickým uspořádáním
pomocí vyrovnávacího pístu nebo odlehčovacího kotouče
Hydrodynamická čerpadla
Druhy radiálních čerpadel -
jednostupňová vícestupňová (článková) dvouproudá (víceproudá) ucpávková, bezucpávková kalová ponorná samonasávací v potravinářství
Kavitace – soubor korozí a erozí 1. 2. 3. 4.
chemická mechanická chemicko-termická elektrochemická
Kavitace (z latinského cavitas - dutina) je vznik dutin v kapalině při lokálním poklesu tlaku, následovaný jejich implozí. Pokles tlaku může být důsledkem lokálního zvýšení rychlosti (tzv. hydrodynamická kavitace), případně průchodu intenzivní akustické vlny v periodách zředění (akustická kavitace). Kavitace je zpočátku vyplněna vakuem, později se vyplní párou okolní kapaliny nebo do ní mohou difundovat plyny z okolní kapaliny. Při vymizení podtlaku, který kavitaci vytvořil její bublina kolabuje za vzniku rázové vlny s destruktivním účinkem na okolní materiál. Kavitace vzniká například na lopatkách lodních šroubů, turbín, na čerpadlech a dalších zařízeních, která se velkou rychlostí pohybují v kapalině. Kavitace způsobuje hluk, snižuje účinnost strojů a může způsobit i jejich mechanické poškození. Na vznik kavitace má vliv především velikost podtlaku, soudržnost (povrchové napětí) kapaliny a teplota: čím je nižší, tím menší je kavitace.
Ochrana - stanovení sací výšky – kavitační zkoušky - volba materiálu – třída 17 - katodická ochrana - zavzdušnění Aplikace kavitace Jev kavitace se využívá v medicíně, a to například ve stomatologii na odstraňování zubního kamene. Kavitace se objevují jako vedlejší efekt i při rozrušování ledvinových kamenů pomocí rázových vln – litotripsi. (Fokusované rázové vlny šířící se v kapalině bývají doprovázeny vznikem kavitací.) Běžně se efektů kavitace využívá k čištění špatně dostupných míst na malých předmětech (např. k čištění šperků). Předmět je umístěn do vodní lázně a zdroj ultrazvuku v lázni vyvolává akustickou kavitaci, která narušuje nečistoty na povrchu. Kavitace je základním podkožního tuku.
principem
ultrazvukové
liposukce
sloužící
k
odbourávání
VENTILÁTORY
radiální vysokotlaký
středotlaký
lopatek 8 - 16 Radiální ventilátory – tvar oběžných lopatek
axiální nízkotlaký
lopatek až 60
a) zahnutá dozadu b) radiální c) zahnutá dopředu
b2 < 90°< c2 b2 = 90° b2 > 90°> c2
Axiální ventilátory
úhel rozevření difuzoru je 5-12°
turbodmychadla a turbokompresory
Chlazení turbokompresorů Chlazení
-
spoří se část energie lepší teplotní režim vystupující plyn nižší teplotu lepší podmínky pro mazání
a) vnitřní – soustava kanálů ve skříni b) vnější – spojení mezichladičů c) vstřikovací – vstřiknutím kapaliny dojde k odpaření a odebrání tepla
provoz turbokompresorů 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Turbokompresor Škrticí klapka Filtr Přepouštěcí ventil Zpětný ventil Uzavírací ventil
1. 2. 3. 4.
příprava na spouštění spouštění zatěžování odstavení
REGULACE LOPATKOVÝCH STROJŮ -
škrcením ve výtlaku škrcením v sání změnou otáček vypouštěním
