Shematic.net

Управляемый гидропривод

Если рассматривать турбину и винт, то принцип действия обеих не отличаются одного от другого, разве что передачей энергии от источника к потребителю и наоборот. Винтовой механизм служит для передачи энергии от источника в среду воздуха, жидкости (винт самолета, вертолета, лодки), а турбина – от среды к источнику (водяная турбина ГЕС, паровая турбина электрогенератора и т.п.). У винта количество рабочих поверхностей от двух до шести, турбина – это лопаточный механизм с большим количеством рабочих поверхностей расположенных радиально вокруг оси, преобразующая энергию пара, газа или жидкости в энергию вращающегося вала.

Турбинный привод имеет ряд существенных преимуществ: турбина имеет наибольший коэффициент отношения массы исполнительных механизмов к собственной массе (например, массы самолета к массе турбинного двигателя); несложный механизм с малым количеством деталей; малое количество деталей с механическим трением; большой диапазон угловых скоростей, практически от нуля до 30 000 об/мин.; коэффициент полезного действия турбин выше 90%.

Разместив последовательно аксиальную и радиальную турбину без механических соединений, мы будем иметь гидропривод с одной вала последовательно на другой и передачу энергии от лопаточного двигателя на ось потребителя. Изменение угла атаки лопаток гидротурбины к движению рабочей жидкости разрешает регулировать скорость вращения ведомого вала, или усилие, передаваемое на исполнительный механизм. Этот принцип используется для ступенчатых или плавных регуляторов, например у вертолета количество ступеней четырнадцать.

Понижение коэффициента полезного действия в турбинах связано с утечкой газа, или жидкости через щели и возникновением завихрений в области лопастей. Завихрение - это изменение направления движения (вектора) потока газа или жидкости. Гидротурбинного повод - "это сплошное замкнутое по кругу завихрение". В газах завихрения возникают на границе изменения давления в среде, жидкости практически не сжимаются, поэтому на жидкостную среду распространяется закон Паскаля. Согласно закону Паскаля, давление в жидкости распространяется во все стороны без изменений и практически мгновенно, поэтому передача энергии от генератора (мотора) к исполнительному механизму будет проходить почти мгновенно. Вторым фактором снижения коэффициента полезного действия жидкостных турбин является сопротивление среды, влияющим на коэффициент внутреннего трения, или вязкость и рассчитывается по формуле Стокса. Еще одним фактором, влияющим на коэффициент полезного действия - это кавитация, возникновение в среде жидкости пустоты пузырьков, которая может привести к разрушениям твердых поверхностей, частичного поглощения полезной энергии.

добавлено 24.05.15 22:23:44 | просмотрено 4922 раз