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 p2 ppt

- 90 -





1
1
11
sinsin
t
a
E
=

(4-5)
+ ọỳi vồùi daợy caùnh õọỹng :

2
2
22
sinsin
t
a
E
=

(4-6)
Sổỷ chónh lóỷch goùc ra thổỷc khoới goùc hióỷu duỷng thổồỡng khọng lồùn lừm. Trong daợy caùnh
coù tọứn thỏỳt nng lổồỹng lồùn thỗ goùc ra thổỷc thổồỡng lồùn hồn goùc ra hổợu hióỷu.
- Hóỷ sọỳ aùp suỏỳt doỹc õổồỡng vióửn cuớa bóử mỷt lổng vaỡ buỷng caùnh:

Ngoaỡi ra, tờnh chỏỳt phỏn phọỳi aùp suỏỳt trong caùc raợnh caùnh cuợng coù aớnh hổồớng õóỳn
quyóỳt õởnh õởnh tồùi caùc tọứn thỏỳt tọứng, tọứn thỏỳt prọfin vaỡ lổỷc voỡng do daợy caùnh sinh ra.
Vỗ vỏỷy trong thờ nghióỷm theo quy từc ngổồỡi ta xaùc õởnh hóỷ sọỳ aùp suỏỳt doỹc õổồỡng vióửn
cuớa bóử mỷt lổng vaỡ buỷng caùnh :

2/
2
1
1
C
pp
p
i


= (4-7)
Trong õoù : p
1
,
1
, C
1
- aùp suỏỳt , mỏỷt õọỹ vaỡ tọỳc õọỹ cuớa doỡng sau daợy caùnh ;
p
i
- aùp suỏỳt cuỷc bọỹ taỷi caùc õióứm õo trón prọfin.
óứ phỏn tờch sổỷ chuyóứn õọỹng cuớa doỡng bao quanh daợy caùnh ta xeùt õóỳn sổỷ phỏn phọỳi
aùp suỏỳt p tổồng ổùng laỡ tọỳc õọỹ C theo õổồỡng vióửn cuớa bóử mỷt prọfin. Sổỷ phỏn bọỳ õoù seợ
chố roợ doỡng naỡo trong daợy caùnh laỡ tng tọỳc hay laỡ giaớm tọỳc (tng aùp) vaỡ cho ta xaùc
õởnh tờnh chỏỳt cuớa lồùp bión, tờnh toaùn caùc õỷc tờnh cuớa noù, phaùt hióỷn khaớ nng vaỡ chọự

bở õổùt doỡng.
Trón hỗnh 4.3 trỗnh baỡy sổỷ thay õọứi aùp suỏỳt xung quanh prọfin cuớa hai daợy caùnh ọỳng
phun vaỡ caùnh õọỹng coù raợnh nhoớ dỏửn. Trong daợy caùnh ọỳng phun (hỗnh 4.3a) ồớ meùp vaỡo
doỡng tổỷ phỏn nhaùnh. Taỷi õióứm phỏn nhaùnh tọỳc õọỹ
bũng 0 vaỡ aùp suỏỳt õaỷt tồùi giaù trở lồùn
nhỏỳt. Sau õióứm phỏn nhaùnh khi doỡng chaớy qua meùp vaỡo õaợ õổồỹc laỡm troỡn do õoù doỡng
seợ gia tọỳc. Sau õoù sổỷ phỏn bọỳ aùp suỏỳt phuỷ thuọỹc vaỡo hỗnh daỷng cuớa prọfin vaỡ raợnh
caùnh. Trón bóử mỷt lổng (lọửi) cuớa prọfin doỡng tióỳp tuỷc õổồỹc gia tọỳc maỷnh cho õióứm 9
ữ11 trong mióửn cừt vaùt cuớa daợy caùnh ồớ õoaỷn lổỷng naỡy aùp suỏỳt p beù hồn aùp suỏỳt sau
daợy caùnh p
1
. õoaỷn lổng giổợa caùc õióứm 11 vaỡ 15 aùp suỏỳt tng lón vaỡ taỷi meùp ra seợ
õaỷt tồùi giaù trở gỏửn vồùi p
1
.
Tờnh chỏỳt phỏn phọỳi aùp suỏỳt trón bóử mỷt loợm coù khaùc. Do doỡng gia tọỳc õọỹt ngọỹt ồớ meùp
vaỡo aùp suỏỳt vỏựn giổợa gỏửn nhổ khọng õọứi õóỳn õióứm 27 chố khi õóỳn gỏửn meùp ra (õióứm
27ữ 30) aùp suỏỳt p mồùi giaớm vaỡ doỡng laỷi gia tọỳc.
Nhổ vỏỷy laỡ ồớ lổng vaỡ ồớ buỷng seợ taỷo thaỡnh vuỡnng coù gradien aùp suỏỳt ỏm, bũng 0
vaỡ dổồng tổùc laỡ gia tọỳc, coù tọỳc õọỹ khọng õọứi vaỡ coù giaớm. Trong daợy caùnh naỡy vuỡng
gradien aùp suỏỳt dổồng (vuỡng tng aùp) nũm ồớ õoaỷn ra cuớa lổng prọfin.

- 91 -

Theo âàûc âiãøm ca dng bao bãư màût cong cọ thãø nọi ràòng dng chy tàng täúc (våïi
gradien ạp sút ám dP < 0) l täút nháút. ÅÍ âáy, bàõt âáưu tỉì âiãøm 2 trãn lỉng präfin v tỉì
âiãøm 27 trãn bủng präfin , bãư dy låïp biãn åí theo dng chy tàng lãn khäng âạng
kãø, v trong mäüt säú âiãưu kiãûn cn cọ thãø mng âi. Âon dP ≈ 0 (âiãøm 19 - 27) âàûc

trỉng cho sỉû tàng lãn ca låïp biãn. Sỉû tàng trỉåíng lục âáưu ca låïp biãn xy ra khi
dng bao mẹp vo. åí âáy tải mäüt âoản khäng låïn, ạp sút P tàng lãn. Trãn lỉng
präfin, tải miãưn càõt vạt bãư dy ca låïp biãn tàng lãn ráút nhiãưu ; tải âáy trong nhiãưu
α
o
1
2
4
8
12
16
17
20
26
30
90
o
0,2
0,4
0,6
0,8
23456781516 91011121314 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27282930
Bãư màût bủng (lm)Bãư màût lỉng (läưi)
0,8
0,6
0,4
0,2
1,0
2
1

4
15
13
7
9
11
β
1
16
23
21
19
17
15
14
13
12
11
10
9
16
Bãư màût lỉng (läưi)
Bãư màût bủng (lm)
7
43
5
68
21
30
o

a)
b)
1817 19 20 2524232221

Hçnh 4.3 Sỉû phán bäú ạp sút theo âỉåìng viãưn präfin ca dy cạnh
a) âäúi våïi dy äúng phun C-90-12A våïi
t
1
=0,75;
α
o
= 90
o
; M
1t
=0,5
b) âäúi våïi dy cạnh âäüng P-23-14A våïi
t
2
=0,7;
β
1
= 30
o
; M
2t
=0,7

- 92 -

trổồỡng hồỹp lồùp bión coỡn bở chaớy rọỳi, vaỡ ồớ vuỡng tng aùp dP > 0 (õióứm 11-16) coù khaớ
nng lồùp bión bở taùch.
Sồ õọử taỷo thaỡnh lồùp bión vaỡ sổỷ thay õọứi bóử daỡy cuớa noù khi bao quanh daợy ọỳng phun
õổồỹc trỗnh baỡy trón Hỗnh 4.4.

Sổỷ phỏn bọỳ aùp suỏỳt theo prọfin cuớa daợy caùnh xung lổỷc, tổùc laỡ õọỹ thừt dỏửn cuớa raợnh beù
cuợng õổồỹc trỗnh baỡy trón Hỗnh 4.3,b.
õoaỷn vaỡo cuớa lổng prọfin cuợng coù gia tọỳc nhổ ồớ daợy ọỳng phun. Sau õoù laỷi coù
gia tọỳc doỡng vaỡ aùp suỏỳt giaớm xuọỳng õóỳn giaù trở beù nhỏỳt ồớ gỏửn meùp ra (õióứm 2,3). Tióỳp
theo õoù laỡ õoaỷn tng aùp, trong aùp suỏỳt tng lóỳn õóỳn p
2
(aùp suỏỳt sau daợy caùnh).
Trón bóử mỷt loợm aùp suỏỳt cuợng giaớm rỏỳt maỷnh ồớ gỏửn meùp vaỡo, sau õoù tng lón rọửi giaớm
tổỡ tổỡ õóỳn 21 - 22. Tióỳp theo (sau õióứm 23) ta thỏỳy aùp suỏỳt giaớm rỏỳt nhanh xuọỳng P
2
.
Do õióửu kióỷn ồớ õỏửu vaỡo daợy caùnh ờt thuỏỷn tióỷn hồn, do õoaỷn coù tọỳc õọỹ doỡng khọng õọứi
a)
b
l
Lồùp bión
b)

Hỗnh 4.4 Sồ õọử taỷo thaỡnh lồùp bión trón prọfin daợy caùnh ọỳng phun
a) Doỡng bao khọng bở õổùt b) doỡng bao bở õổùt

- 93 -




khạ låïn., do sỉû bàõt âáưu gin nåí lải ( P > P
2

) trỉåïc miãưn càõt vạt (âiãøm 7) v do tàng ạp
sút qụa nhanh trong vng tàng ạp nãn hãû säú täøn tháút nàng lỉåüng khi dng bao quanh
dy cạnh kiãøu xung lỉûc s låïn hån khi bao quanh dy cạnh äúng phun (â âỉåüc thỉûc
nghiãûm chỉïng minh).
















Cọ thãø trçnh by sỉû phán bäú ạp sút quanh präfin cạnh dỉåïi dảng âäư thë vẹc tå, bàòng
cạch v cạc giạ trë P theo âỉåìng thàóng gọc våïi âỉåìng viãưn ca präfin (Hçnh 4.5).
Theo Hçnh 4.5 tháúy ràòng ạp sút trãn bãư màût bủng (P
b
) låïn hån nhiãưu so våïi ạp
sút trãn lỉng (P
L
).
Hiãûu säú ạp sút áúy s tảo nãn lỉûc vng v cọ thãø xạc âënh âỉåüc bàòng cạch láúy
têch phán hiãûu säú cạc ạp sút theo chiãưu di S ca vnh tỉìng präfin :

dsdlPP
W
R
lb
sl
u
β
ρ
cos)(
2
,
2
2
−=
∫∫

Trong âọ :
S - chiãưu di ca vnh präfin
β - Gọc giỉỵa phỉång u v phạp tuún våïi pháưn tỉí bãư màût ca präfin ds.
l - Chiãưu cao ca cạnh quảt.
Våïi lỉu lỉåüng håi G â cho, våïi cạc thäng säú â biãút trỉåïc dy cạnh, våïi ạp sút sau
dy cạnh â biãút, våïi âäü ngồût dng v säú cạnh quảt â cho cháút lỉåüng ca dy cạnh
âäüng âỉåüc quút âënh båíi lỉûc R
u
tạc dủng lãn cạnh quảt. lỉûc vng cng låïn, hiãûu sút
dy cạnh cng cao.
w1
w2
pb

pu
pl
a) b)
pb.cosβ
pl.cos
β
β
β
H
çnh 4.5: Biãøu âäư ạp sút trãn präfin dy cạnh âäüng (a) v hçnh chiãúu
ạp sút trãn bãư màût lỉng (P
l
) v bủng (P
b
) ca präfin (b) theo hỉåïng
täúc âäü vng

- 94 -





4-2. Täøn tháút nàng lỉåüng khi dng chuøn âäüng bao quanh dy cạnh
Qua nhỉỵng kãút qu nghiãn cỉïu bàòng l thuút v thỉûc nghiãûm mäüt cạch cọ hãû
thäúng, ngỉåìi ta cọ thãø xạc âënh âỉåüc tênh cháút ca cạc täøn tháút khạc nhau trong cạc
dy cạnh, phán biãût cạc täøn tháút ch úu, áún âënh âỉåüc nh hỉåíng ca cạc kêch thỉåïc
hçnh hc riãng r v chãú âäü dng chy trong dy cạnh tåïi cạc giạ trë ca nhỉỵng täøn
tháút.
Cạc täøn tháút ca dng chy bao quanh dy cạnh cọ thãø quy ỉåïc chia ra máúy

nhọm sau âáy :
1) Täøn tháút präfin
ζ
pr
âỉåüc xạc âënh khi dng bao quanh dy cạnh ca präfin cọ
chiãưu di vä hản
I = 1/b → ∞ , tỉïc l khi 1 > b
Täøn tháút präfin bao gäưm :
Täøn tháút ma sạt trong låïp biãn v täøn tháút xoạy khi dng trãn präfin bë âỉït, ζ
ms
;
Täøn tháút xoạy sau mẹp ra cn âỉåüc gi l täøn tháút mẹp ra , ζ
mr

Täøn tháút sọng khi dng chuøn âäüng våïi täúc âäü vỉåüt ám , ζ
s
;
ζ
pr
= ζ
ms
+ ζ
mr
+ ζ
s
(4-8)
2) Täøn tháút åí cạc âáưu cúi cạnh quảt
ζ
k
cọ liãn quan tåïi tênh cháút chuøn âäüng trong

khäng gian ca dy cạnh våïi chiãưu cao hỉỵu hản.
3) Täøn tháút do âäü r cạnh quảt
ζ
θ
, âàût trỉng cho dy cạnh cọ âäü r quảt låïn, tỉïc l giạ
trë ca θ = d/l bẹ, v do sỉû thay âäøi âiãưu kiãûn dng chy theo chiãưu cao ca dy cạnh
gáy nãn.
4) Täøn tháút do sỉû tỉång tạc ca cạc dy cạnh lán cáûn gáy nãn åí trong táưng hồûc
trong túc bin nhiãưu táưng ,
ζ
b3
.
5) Täøn tháút do khong chåìm ra ca cạnh quảt ( khong chåìm ra - hiãûu säú chiãưu cao
cạnh quảt ca hai dy cạnh lán cáûn) cng nhỉ do r hồûc hụt håi vo cạc khe håí giỉỵa
dy äúng phun v cạnh âäüng.
6) Täøn tháút phủ khi dng chy trong dy cạnh åí vng håi áøm,
ζ
á
.
Nọi âụng ra thç cạc täøn tháút â liãût cọ liãn quan våïi nhau, nhỉng ta cháúp nháûn
ràòng hãû säú täøn tháút nàng lỉåüng trong dy cạnh l mäüt täøng :
ζ = ζ
pr
+ ζ
k
+ ζ
θ
+ ζ
b3
+ ζ

á
(4-9)
Trong trỉåìng håüp chung, âàûc biãût l trong cạc dy cạnh cọ âäü r quảt låïn, cáưn
phi tênh âãún sỉû thay âäøi chiãưu cao ca cạc thäng säú hçnh hc cng nhỉ cạc thäng säú
chãú âäü, v ta quan niãûm ràòng, hãû säú täøn tháút nàng lỉåüng l mäüt âải lỉåüng têch phán
trung bçnh (theo lỉu lỉåüng) :