21. ROTAČNÍ LOPATKOVÉ STROJE 21. ROTARY PADDLE MACHINERIS Hydraulické Tepelné vodní motory hydrodynamická čerpadla hydrodynamické spojky a měniče parní a plynové turbiny ventilátory turbodmychadla turbokompresory Směr průtoku - radiální - diagonální - axiální Proudění oběžným kolem Rychlosti: c 1,2 absolutní u 1,2 obvodová (unášivá) w 1,2 - relativní
Rychlosti: c m meridiánová c u průmět c do u Eulerova rovnice gh = Y = u 2 c u2 u 1 c u1 pro a 1 = 90 o c u1 = 0 gh = u 2 c u2 bezrázový vstup
Tvar oběžných lopatek b 2 b 2 b 2 1. normální b 2 = 90 c u2 = u 2 gh = u 2 c u2 = u 22 2. indiferentní (neúčinná) b 2 < 90 c u2 = 0 gh = 0 c 1 = c2 3. pomaluběžná b 2 > 90 c u2 = 2u 2 4. rychloběžná b 2 < 90 u 2 > c u2 b 2 součinitel rychloběžnosti 2 n Q 2Y v 4 3 měrné otáčky n s 1210 n Y Q 4 3 v Q v objemový průtok (m 3 s -1 ) Y - měrná energie (Jkg -1 )
Zachycení axiální (osové) síly axiálním ložiskem, dvouproudým uspořádáním, symetrickým uspořádáním pomocí vyrovnávacího pístu nebo odlehčovacího kotouče
Hydrodynamická čerpadla Druhy radiálních čerpadel - jednostupňová - vícestupňová (článková) - dvouproudá (víceproudá) - ucpávková, bezucpávková - kalová - ponorná - samonasávací - v potravinářství
Kavitace soubor korozí a erozí 1. chemická 2. mechanická 3. chemicko-termická 4. elektrochemická Kavitace (z latinského cavitas - dutina) je vznik dutin v kapalině při lokálním poklesu tlaku, následovaný jejich implozí. Pokles tlaku může být důsledkem lokálního zvýšení rychlosti (tzv. hydrodynamická kavitace), případně průchodu intenzivní akustické vlny v periodách zředění (akustická kavitace). Kavitace je zpočátku vyplněna vakuem, později se vyplní párou okolní kapaliny nebo do ní mohou difundovat plyny z okolní kapaliny. Při vymizení podtlaku, který kavitaci vytvořil její bublina kolabuje za vzniku rázové vlny s destruktivním účinkem na okolní materiál. Kavitace vzniká například na lopatkách lodních šroubů, turbín, na čerpadlech a dalších zařízeních, která se velkou rychlostí pohybují v kapalině. Kavitace způsobuje hluk, snižuje účinnost strojů a může způsobit i jejich mechanické poškození. Na vznik kavitace má vliv především velikost podtlaku, soudržnost (povrchové napětí) kapaliny a teplota: čím je nižší, tím menší je kavitace. Ochrana - stanovení sací výšky kavitační zkoušky - volba materiálu třída 17 - katodická ochrana - zavzdušnění Aplikace kavitace Jev kavitace se využívá v medicíně, a to například ve stomatologii na odstraňování zubního kamene. Kavitace se objevují jako vedlejší efekt i při rozrušování ledvinových kamenů pomocí rázových vln litotripsi. (Fokusované rázové vlny šířící se v kapalině bývají doprovázeny vznikem kavitací.) Běžně se efektů kavitace využívá k čištění špatně dostupných míst na malých předmětech (např. k čištění šperků). Předmět je umístěn do vodní lázně a zdroj ultrazvuku v lázni vyvolává akustickou kavitaci, která narušuje nečistoty na povrchu. Kavitace je základním principem ultrazvukové liposukce sloužící k odbourávání podkožního tuku.
VENTILÁTORY radiální vysokotlaký středotlaký nízkotlaký axiální lopatek 8-16 lopatek až 60 Radiální ventilátory tvar oběžných lopatek
a) zahnutá dozadu b 2 < 90 < c 2 b) radiální b 2 = 90 c) zahnutá dopředu b 2 > 90 > c 2 Axiální ventilátory úhel rozevření difuzoru je 5-12
turbodmychadla a turbokompresory Chlazení turbokompresorů Chlazení - spoří se část energie - lepší teplotní režim - vystupující plyn nižší teplotu - lepší podmínky pro mazání a) vnitřní soustava kanálů ve skříni b) vnější spojení mezichladičů c) vstřikovací vstřiknutím kapaliny dojde k odpaření a odebrání tepla provoz turbokompresorů 1. Turbokompresor 2. Škrticí klapka 3. Filtr 4. Přepouštěcí ventil 5. Zpětný ventil 6. Uzavírací ventil
1. příprava na spouštění 2. spouštění 3. zatěžování 4. odstavení REGULACE LOPATKOVÝCH STROJŮ - škrcením ve výtlaku - škrcením v sání - změnou otáček - vypouštěním