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广安玻璃钢化粪池,气动弯矩和扭矩的计算
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恒德环保科技

时间 : 2022-04-04 22:51 浏览量 : 82

广安玻璃钢化粪池,气动弯矩和扭矩的计算

作用在叶片上的气体力包括两个部分:一部分是与气流速度有关的气体动力;另一部分是与叶片进出口截面静压有关的气体静力。在叶片单位长度上的作用力沿X,Y轴方向的分量px及py要根据气动力计算求得,一般由气动单位提供,如图11-20所示。

在叶片的半径为r处的一个长度为dr的微段上作用有轴向推力gydr及周向切力qxdr,这些力都对半径为R的截面构成弯曲力矩:

dMy=qx(r-R)dr

dMx=qr(r-R)dr

在R截面上受着R到Rk一段内的气体力作用,所以在该截面上的弯矩为 My = JRE Qx(r- R)dr

知道qx及gy沿叶高的变化情况及数据后,可以用积分或数值计算求出各截面的弯曲力矩。有时没有足够的气动数据,从图11-20可见,用一条直线规律来反映轴向推力集度和周向切力集度,不致引起过大的误差。轴向推力从进出口的压差来计算;周向切力从消耗的功率来计算。如图11-21,以p。表示全压,Z表示叶轮上的叶片数,则叶片上所受的压力即为阴影区域所受的压力,在R截面上的弯矩MxR和剪力QxR为在叶根处的弯矩Mxg。

对于周向切力,则简化为沿叶高均匀分布的力qx,这样从功率换算的均布力为2NnZ(R-Ri)公斤/厘米

N一整个叶轮消率的功率,以马力计;式中

n一转速以每分钟的转数计;

Z—叶片数。

R截面处的弯矩和剪力为(Rk-R)2Mrk=19x(RK-R)==71620× M叶根处的弯矩Rk-Ro叶片上的气体压力中心一般不与截面的扭转中心A重合如图11-22,以qdR表示微段上的气体压力合力,与扭转中心的距离为h,则该微段气动扭矩dM为dMk=gdR·h这个扭矩使叶片的攻角增大,所以取正号,它与离心力引起的扭矩正好相反。在R截面上的气动扭矩为( RkMKR ="qhd R

气体压力中心的位置随叶片工作状态而变化的,在通常的攻角范围内,压力中心位置在离叶片前缘35~40%弦长处。

4.第一级近似的应力计算

上面初步分析了叶片上的两个主要荷载并分别计算了各截面的内力。计算应力时,还需要计算各翼剖面的几何特性,这些特性可以查有关的手册,它以各种系数表达如图11-23所示:

通常都把J,J近似地作为主惯性矩。表11-3给出三种翼型的截面特性系数a截面的扭曲惯性矩abca,β随翼型而异,也可近似地写为Jx=0.1626c

较多的玻璃钢叶片都是等厚薄壁空腹截面,当壁厚8相对于翼型的最大厚度C是很小时,假定它的重心与实心截面的重心重合,这样这些截面特性可以靠微分求得:

截面面积F=2a1(b+c)8

重心位置X。

截面惯矩

比较确切的办法,要用数值计算方法确定。扭曲惯矩Jx等于JK=Q28/S式中Q——截面周边中线所包围的面积的两倍,即内外截面积之和;

8——壁厚;

S——截面周边中线长度。

桨叶截面上承受着离心拉力和离心弯矩以及气动弯矩引起的拉伸应力;还有离心切力、气动切力和离心扭矩、气动扭矩引起的剪应力。由于玻璃钢的剪切强度较低和薄壁空腹翼剖面,在金属桨叶中忽略不计的剪应力,在玻璃钢桨叶中要作一校核。


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