Giáo trình phân tích các tổn thất của dòng khí khi chuyển động qua cánh động cơ phụ thuộc vào đặc tính hình học và chế độ dòng chảy p3 pot

- 95 -




ζ =
Gdl
Gdl)(
)l(
á3bkpr
)l(
∫
∫
∆
∆ζ+ζ+ζ+ζ
+ ζ
θ

(4-10)
Trong âọ :
∆G - Lỉu lỉåüng håi tải bạn kênh âang xẹt trãn âån vë chiãưu di cạnh quảt
Táút nhiãn, trong cäng thỉïc (4-10) chè tênh täøn tháút âáưu cúi ζ
k
theo chiãưu cao
cho cạc âoản chëu nh hỉåíng nhiãưu ca cạc âáưu cúi.
Ngy nay cạc täøn tháút präfin v täøn tháút âáưu cúi â âỉåüc nghiãn cỉïu t m
trãn dy cạnh phàóng. Cạc thnh pháưn täøn tháút khạc chỉa âỉåüc nghiãn cỉïu âáưy â, nãn
chè âụng cho mäüt vi trỉåìng håüp riãng thäi.
Dỉåïi âáy ta s nghiãn cỉïu t m hån vãư täøn tháút präfin v täøn tháút åí cạc âáưu
cúi dy cạnh .
1- Täøn tháút präfin:

ζ
pr
= ζ
ms
+ ζ
mr
+ ζ
s

Âải lỉåüng täøn tháút präfin ζ
pr
nọi lãn mỉïc âäü hon thiãûn ca präfin khi chiãưu
cao ca cạnh l vä táûn.
Täøn tháút präfin phủ thüc vo cạc âàûc tênh hçnh hc ca dy cạnh ( âäü tàng
täúc hay tàng ạp ca rnh, gọc vo hçnh hc α
oK
, β
1K
, gọc ra α
1K
, β
1K
, bỉåïc, gọc âàût
α
y
, (β
y
), bãư dy mẹp vo, mẹp ra, âäü nhạm ca präfin v .v ) v phủ thüc vo chãú
âäü dng chy (säú Re, M) gọc vo ca dng α
o

, β
1
, tênh chy räúi, âäü khäng âãưu ca
trỉåìng täúc âäü, v.v
Thnh pháưn âáưu tiãn v ch úu ca täøn tháút präfin l täøn tháút ma sạt trong
låïp biãn
ζ
ms
cọ thãø xạc âënh bàòng l thuút, nãúu biãút chãú âäü ca låïp biãn v bãư dy
quy ỉåïc δ ca nọ åí âáưu ra khi dy cạnh (Hçnh 4.4,a);
ζ
ms
=
E
bL
E
bL
t
ms
t
H
t
C
h
1
*****
1
******
2
1

sin
)(
sin
2/
α
δδ
α
δδ
+
=
+
≈
∆
(4-11)
ÅÍ âáy :
“l” - K hiãûu bãư màût lỉng
“b” - K hiãûu bãư màût bủng
H
*
= δ
***
/ δ
**
- Âàûc tênh låïp biãn , trong âọ, âäúi våïi rnh tàng täúc H
*
≈ 1,8
dy
C
C
1

C
v
v
C
oo
o
o
**
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−=δ
∫
δ
- bãư dy täøn tháút xung lỉåüng âàûc trỉng cho “ xung lỉåüng bë
máút “ (lỉåüng chuøn âäüng) C
2
/v ;
- 96 -




dy
C

C
1
C
v
v
C
2
o
2
o
o
o
***
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−=δ
∫
δ
- ( C
o
, v
o
thüc dng phêa ngoi) - bãư dy täøn tháút nàng
lỉåüng, nghéa l bãư dy ca cháút lng chuøn âäüng ngoi låïp biãn, cọ âäüng nàng â

máút âi trong låïp biãn.
Âäúi våïi dy cạnh âäüng thç thay α
1E
bàòng β
1E
vo (4-11). Vç chỉa cọ âáưy â
phỉång phạp l thuút täøng håüp âãø xạc âënh bãư dy täøn tháút nàng lỉåüng quy ỉåïc δ
**

nãn ngỉåìi ta dng cạc säú liãûu thê nghiãûm.
Cng cáưn lỉu ràòng, täøn tháút ma sạt trong dy cạnh pháưn låïn phủ thüc vo
cháút lỉåüng (âäü nhạm) ca bãư màût präfin, nháút l trãn lỉng präfin åí miãưn càõt vạt. Cho
nãn khi gia cäng äúng phun v cạnh âäüng cáưn chụ nhiãưu tåïi âäü bọng ca cạc bãư màût
áúy.
Thnh pháưn thỉï hai ca täøn tháút präfin l täøn tháút mẹp ra. Khi råìi khi mẹp ra
ca präfin dng bë âỉït. Kãút qu l sau mẹp ra s tảo thnh nhỉỵng cại xoạy v hçnh
thnh âoản âáưu ca vãût mẹp ra (Hçnh 4.4). Sỉû tỉång tạc giỉỵa vãût mẹp ra v li d
ng
s lm âãưu trỉåìng ca dng sau dy cạnh. Ạp sút ténh ca dng s tàng lãn, cn täúc
âäü trung bçnh thç gim xúng, gáy nãn täøn tháút âäüng nàng, tỉång tỉû nhỉ täøn tháút khi
cọ gin nåí âäüt ngäüt.
Theo cạc säú liãûu thê nghiãûm quạ trçnh lm âãưu dng sau dy cạnh diãùn ra ráút
nhanh chọng, v ty thüc vo kêch thỉåïc hçnh hc ca dy cạnh v bãư màût ca mẹp
ra m nọ s kãút thục åí khong cạch y = (1,3 ÷ 1,9) t, kãø tỉì mẹp ra.
ÅÍ khong cạch ngàõn sau mẹp ra trỉåìng täúc âäü, ạp sút v gọc ra khäng âäưng
âãưu theo chu k (Hçnh 4.6). Cng cạch xa dy cạnh täúc âäü trong li c
a dng s gim
v åí vãût mẹp ra s tàng lãn, dng sau dy cạnh s âỉåüc lm âãưu. Hån nỉỵa, vç cọ sỉû
pha träün m chiãưu räüng ca vãût mẹp tàng lãn.
Hãû säú täøn tháút mẹp ra trỉåïc hãút phủc thüc vo bãư dy tỉång âäúi ca mẹp ra

∆/a, trong âọ a - chiãưu räüng bẹ nháút ca rnh cạnh. Thãú thç, mún gim ζ
m
cáưn lm
mng mẹp ra tåïi giạ trë m âiãưu kiãûn sỉïc bãưn v cäng nghãû gia cäng cho phẹp.
Hãû säú täøn tháút mẹp ra cng phủ thüc vo bỉåïc tỉång âäúi
t v cọ thãø xạc âënh
theo cäng thỉïc thỉûc nghiãûm:
ζ
mr
= ζ
mro
+ 0,088
2
ta
∆
(4-12)
ÅÍ âáy, ζ
mro
≈ 0,01 - Hãû säú täøn tháút mẹïp ra khi bãư dy ra bàòng khäng, tỉïc l
khi vãût mẹïp ra chè do låïp biãn khẹp kên tảo thnh.
Täøn tháút mẹp ra phủ thüc vo y - khong cạch ca tiãút diãûn âo kãø tỉì âỉåìng
cạc mẹp ra, v tàng âãưu âãưu khi tàng khong cạch áúy (cho tåïi lục dng âỉåüc lm âãưu
hon ton)
- 97 -




Täøn tháút sọng l thnh pháưn thỉï ba ca täøn tháút präfin. Khi dng âảt tåïi täúc âäü
vỉåüt ám s cọ sỉû thay âäøi vãư cháút âàûc tênh ca dng chy trong rnh cạnh, vç lục ny

s xút hiãûn tênh cháút sọng ca dng åí mẹp ra.
Nhỉ â biãút, trong khê âäüng lỉûc hc ngỉåìi ta â nghiãn cỉïu âàûc âiãøm ca dng
vỉåüt ám bao quanh âiãøm gọc, ngưn cháún âäüng ca dng. Tải âiãøm ny khi dng
chuøn âäüng trong vng tháúp ạp hån s sinh ra sọng gin nåí trong âọ dng s bë
qût, ạp sút v máût âäü s gim, cn täúc âäü thç tàng lãn.























Khi dng chuøn âäüng trong vng cọ
ạp sút cao hån s xút hiãûn màût tàng

nhy vt. Trong trỉåìng håüp ny ạp sút v máût âäü tàng lãn âäüt ngäüt, cn täúc âäü thç
gim xúng v dng cng bë qût.
Màût tàng nhy vt cọ thãø thàóng hồûc xiãn. Trong màût tàng vt entropi s tàng
lãn, tỉïc l quạ trçnh tàng ạp âäüt ngäüt s lm cho täøn tháút nàng lỉåüng tàng lãn.

y
t
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
-0,1
13
15
17
19
+0,1
0
C
1
C
α1
p
H
çnh 4.7 Sỉû phán phäúi täúc âäü, ạp sút tỉång âäúi v gọc ra ca dng
sau dy cạnh våïi khong cạch y khạc nhau
y=0,1t ; y=0,8t

- 98 -




Tọứn thỏỳt naỡy goỹi laỡ tọứn thỏỳt song. Noù seợ tng khi tng sọỳ M vaỡ goùc cuớa
mỷt tng nhaớy voỹt
cK
, vaỡ õaỷt tồùi giaù trở lồùn nhỏỳt khi coù mỷt tng nhaớy voỹt thúng
cK
=
90
o
. Sau noù doỡng luọn laỡ dổồùi ỏm.

Anh hổồớng cuớa caùc thọng sọỳ hỗnh hoỹc vaỡ chóỳ õọỹ laỡm vióỷc tồùi tọứn thỏỳt prọfin
Aớnh hổồớng cuớa bổồùc tổồng õọỳi cuớa prrọfin trong daợy caùnh.
Sổỷ thay õọứi bổồùc tổồng õọỳi cuớa daợy caùnh
t = t/b coù aớnh hổồớng tồùi daỷng cuớa
raợnh caùnh, sổỷ phỏn bọỳ aùp suỏỳt vaỡ õỷc tờnh cuớa lồùp bión trón prọfin, nghộa laỡ caùc tọứn
thỏỳt ma saùt vaỡ tọứn thỏỳt meùp ra phuỷ thuọỹc vaỡo
t . aỷi lổồỹng
m
thay õọứi chuớ yóỳu laỡ do
bóử daỡy cuớa meùp ra tổồng õọỳi thay õọứi.
E2
sintb
0

=

(4-13)

Khi tng bổồùc tổồng õọỳi t seợ laỡm thay õọứi hỗnh daỷng cuớa raợnh caùnh vaỡ tổồng
ổùng laỡ sổỷ thay õọứi sổỷ phỏn phọỳi aùp suỏỳt theo prọfin cuớa caùnh. ọỹ daỡi cuớa lổng mióửn
cừt vaùt seợ tng lón vaỡ tng õọỹ daỡi cuớa vuỡng tng aùp ồớ õoaỷn ra cuớa lổng caùnh.
Ngoaỡi ra khi tng
t giaùng aùp trong raợnh giổợa bóử mỷt loợm vaỡ lổng seợ tng,
tổồng ổùng laỡ laỡm tng tọứn thỏỳt õỏửu caùnh. Khi giaớm bổồùc tổồng õọỳi seợ laỡm tng tọứn

1
12
8
5
1
13
17
20
23
0,2
0,4
0,6
0,8
1
lổng (lọửi)
buỷng (loợm)
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 161514 191817 222120
1,0
0

-0,2
-0,4
b
t

t =
t
b
t
opt
10
o
o
12
o
14
o
16
0,01
0,02
0,03
0,04

pr

0
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
pr

t =0,82
t =0,57
t =0,705
t =0,57
t =0,82
p
t =0,705
Hỗnh 4.8 aớnh hổồớng cuớa bổồùc tổồng õọỳi tồùi sổỷ phỏn bọỳ aùp suỏỳt trong raợnh cuớa
daợy caùnh phaớn lổỷc, hóỷ sọỳ tọứn thỏỳt prọfin vaỡ goùc trung bỗnh cuớa doỡng M=0,61

- 99 -




tháút mẹp ra vç â gim kêch thỉåïc ca cäø rnh cạnh, tỉång ỉïng s lm tàng bãư dy
ca mẹp ra tỉång âäúi ca cạnh quảt (cäng thỉïc 4-13).
Täøn tháút ma sạt trong trỉåìng håüp ny cng s tàng do sỉû phán phäúi khäng håüp
l ạp sút theo präfin, nháút l khi bỉåïc quạ bẹ cọ thãø xút hiãûn cạc âoản tàng ạp , båíi
vç åí âáưu ra rnh s êt thàõt hån.
Vç váûy hãû säú täøn tháút präfin cọ giạ trë bẹ nháút khi cọ bỉåïc täúi ỉu
t
opt
≈ 0,7
÷0,85 (Hçnh 4-8).
nh hỉåíng ca bỉåïc tåïi hãû säú täøn tháút präfin trong dy cạnh xung lỉûc cng
tỉång tỉû nhỉ váûy (Hçnh 4.9). Cỉåìng âäü thay âäøi täøn tháút nàng lỉåüng khi thay âäøi
bỉåïc tỉång âäúi låïn hån so våïi khi cọ dy cạnh phn lỉûc. Nãúu bỉåïc bẹ thç pháưn tàng
ạp trãn lỉng gáưn phêa mẹp ra ngàõn hån, nhỉng lải xút hiãûn âoản tàng ạp nhẻ åí pháưn
bủng gáưn mẹp vo.

Giạ trë ζ
pr
bẹ nháút ỉïng våïi bỉåïc täúi ỉu
opt
t ≈ 0,55 ÷0,65. Cáưn nháún mảnh ràòng,
khi gim båït bỉåïc tỉång âäúi rnh åí giỉỵa cạc cạnh quảt cọ thãø tråí thnh to dáưn åí âáưu
ra. Trong trỉåìng håüp áúy täúc âäü ca dng dỉåïi ám åí âoản ra ca rnh s gim (dng

0,2
0,4
0,6
0,8
lỉng (läưi)
bủng (lm)
1,0
0
-0,2
-0,4
p
o
t =
0
0,5
o
opt
t
b

t
o
ζ
pr
ζ
α
pr
o
0,02
0,04
0,06
0,08
16
18
20
22
0,55 0,6 0,65 0,7
β2
β2
t
b
21
o
1
5
8
14
21
18
25

12 1211439876510131514 16 20 2117 18 19 22 23
t =0,705
t =0,593
t =0,55
t =0,705
t =0,56
t =0,593
H
çnh 4.9 nh hỉåíng ca bỉåïc tỉång âäúi tåïi sỉû phán bä
ú
ạp sút trong rnh ca
dy cạnh xung lỉûc, hãû säú täøn tháút präfin v gọc trung bçnh ca dng M =0,58