Тема 1.1. Поняття про турбомашину

1.1.1. Види турбомашин.

1.1.2. Відцентрова турбомашина.

1.1.3. Осьова турбомашина.

1.1.4. Величини, які характеризують роботу турбомашин.

1.1.1. Для провітрювання гірничих виробок, водовідливу і отримання стисненого повітря використовують турбомашини – машини з робочими колесами, що мають лопатки. Робочим середовищем є рідина, під якою розуміють рідкі або газоподібні речовини. Кінетична енергія, отримана рідиною на робочому колесі перетворюється на потенціальну енергію тиску. Розрізняють відцентрові і осьові турбомашини.

1.1.2. У відцентровій турбомашині рідина входить вздовж осі обертання, а виходить перпендикулярно. Вона складається (рис. 2) з робочого колеса (1) з лопатками (2) і обтікачем (3), вала (4), підшипників (5), спірального відводу (6), вхідного патрубка (7), напірного патрубка (8) і дифузора (9).

Переміщаючись вздовж лопаток, рідина отримує приріст енергії. В спіральному відводі, а потім в дифузорі кінетична енергія перетворюється в потенціальну (тиск).

Існують турбомашини з одностороннім і двостороннім всмоктуванням.

При послідовному з'єднанні зростає напір (тиск), а при паралельному - подача (продуктивність).

1.1.3. Осьова турбомашина (рис. З) складається з робочого колеса (1) з лопатками (2), вала (3), корпуса (4) з колектором (5), переднього обтікача (6), випрямляючого апарату (7), дифузора (8) і підшипників.
Рідина входить і виходить вздовж осі обертання. Перед входом на робоче колесо створюється розрідження, а за колесом - тиск. За робочим колесом встановлено спрямний апарат для вирівнювання закрученого потоку. Існують багатоступеневі машини з послідовно з'єднаними колесами і напрямним апаратом між ними.

1.1.4. Роботу турбомашин характеризують:

Подача (Q) - для насосів або продуктивність для вентиляторів ­- це кількість рідини, що транспортується турбомашиною за одиницю часу. Вимірюється в об’ємних одиницях (м³/с, м ³/хв, м³/год) або масових (кг/с).

Напір (H) - для насосів або тиск (р) для вентиляторів - це приріст повної питомої енергії, яку отримує рідина в турбомашині. Напір вимірюється в м, а тиск в Паскалях (1Па = 1 Н/м²).

р = r ^.g^.H

де ρ - густина рідини (кг/м³). g = 9,8 м/с² - прискорення вільного падіння.

Тиск вимірюють також в атмосферах 1 кГс/см² = 9,8· 10⁴ Па = 10 м вод. ст. = 736 мм рт. ст.

Рис.2. Відцентрова турбомашина

Рис. 3. Осьова турбомашина

Потужність вимірюється в Вт.

Корисна потужність (P_k) - приріст енергії потоку в турбомашині за одиницю часу.

P_k = ρ ^. g ^. H ^. Q = p ^. Q

Потужність на валу турбомашини (Р) (затрачена) - енергія отримана турбомашиною від двигуна за одиницю часу.

К. К. Д. турбомашини – відношення корисної потужності до всієї затраченої

Частота обертання (n) робочого колеса вимірюється в об/хв. або в рад/с

Контрольні запитання до теми 1.1:

1.1.1. В відцентровій турбомашині рідина:

1 – входить в вздовж осі обертання, а виходить під кутом 45⁰ до неї;

2 – входить перпендикулярно до осі обертання, а виходить вздовж осі;

3 – входить вздовж осі обертання, виходить перпендикулярно осі.

1.1.2. осьовій турбомашині:

1 – вхід і вихід повітря здійснюється вздовж осі обертання;

2 – вхід повітря здійснюється вздовж осі обертання а вихід паралельно до неї;

3 – вхід повітря здійснюється вздовж осі обертання, а вихід перпендикулярно до неї.