Аэродинамические сопротивления

 

На схеме замещения (рис.1) объединены все последовательные и параллельные аэродинамические сопротивления. Римскими цифрами обозначены номера контуров, стрелками - направление их обхода, а арабскими цифрами номера результирующих аэродинамических сопротивлений.

Аэродинамические сопротивления имеют следующий смысл:

Z1 –Z6- результирующие сопротивления межкатушечного пространства и воздушного зазора каждого полюса;

Z7 –Z12- результирующие сопротивления при движении воздуха вокруг коллектора;

Z13 –Z18- результирующие сопротивления при движении воздуха под коллектор;

Z19- результирующее сопротивление подколлекторной камеры и аксиальных каналов якоря;

Z20 –Z25- результирующие сопротивления при движении воздуха вокруг задних лобовых частей;

Z26 –Z31-результирующие сопротивления при движении воздуха из аксиальных каналов якоря в окна остова;

Z32- результирующие сопротивления при движении воздуха из аксиальных каналов в окна заднего подшипникового щита;

Z33- сопротивление входа воздуха в окна заднего щита;

Z34- сопротивление при движении воздуха улитке;

Z35- сопротивление входа воздуха в окна остова;

Z36- результирующее сопротивление при движении воздуха через выхлопной патрубок;

Z37- результирующее сопротивление входа воздуха в двигатель.

Результирующие аэродинамические сопротивления получены путем объединения последовательных и (или) параллельных сопротивлений отдельных участков вентиляционной системы. Всего в схеме замещения для расчета сопротивлений отдельных участков вентиляционной системы были использованы три вида аэродинамических сопротивлений: лобовое сопротивление, сопротивление трения, местное сопротивление.

Лобовым сопротивлением называют сопротивление, оказываемое воздушному потоку в канале каким-либо телом, размеры которого в плоскости, перпендикулярной направлению движения потока, превосходят размеры выступов шероховатости стенок канала. В тяговых электрических машинах к лобовыым сопротивлениям относятся сопротивления кабелей катушечных соединений, соединительных шин, рёбер нажимных шайб, кронштейнов щёткодержателей, самих щёткодержателей, лобовых частей компенсационной обмотки. Лобовые сопротивления складываются из сопротивления давления, сопротивления трения воздуха о поверхность тела и вычисляются по формуле:

,

где С – опытный коэффициент лобового сопротивления, зависит от числа Рейнольдса (Re), формы тела и шероховатости;

g – ускорение силы тяжести, м/сек2;

Sм - миделево сечение тела, м2 (площадь проекции тела на плоскость, перпендикулярную направлению движения);

S - площадь сечения канала, м2 .

Число Рейнольдса вычисляется по формуле:

,

где V - скорость воздуха в канале, м/сек;

dг - гидравлический диаметр, м;

м2 /сек - кинематическая вязкость воздуха.

 

Гидравлический диаметр для канала произвольной формы, например межкатушечного пространства

,

где Sкан- площадь поперечного сечения канала, м2;

Пкан - периметр канала, м;

Сопротивление трения возникает из-за наличия сил трения, как между слоями охлаждающей среды, так и на поверхности соприкосновения её со стенками канала. Кроме того, стенки каналов в электрических машинах имеют шероховатости и движущийся воздух оказывает также давление на них, вследствие чего появляется вторая составляющая силы сопротивления -сила давления.

Аэродинамическое сопротивление трения вычисляется по формуле:

,

где - коэффициент гидравлического трения;

- длина канала, м;

dг - гидравлический диаметр, м.

Для турбулентного движения по гладким каналам коэффициент гидравлического трения вычисляется по формуле:

.

Если стенки канала имеют шероховатость, то определяется по кривым в зависимости от величины относительной шероховатости и числа Рейнольдса. Относительная шероховатость

,

где - абсолютная шероховатость канала.

В тяговом двигателе абсолютную шероховатость для катушек полюсов можно принять 0,2 мм, для окрашенных сердечников, образующих воздушный зазор - 0,3 мм, для аксиальных каналов якоря - 0,5 мм.

Анализ экспериментальных данных позволил получить выражение коэффициента гидравлического трения для каналов межкатушечного пространства, воздушного зазора и якоря при принятых абсолютных шероховатостях в виде

.

На отдельных участках вентиляционной системы, где имеются повороты, местные расширения, сужения возникают местные сопротивления.

Местное сопротивление вычисляется по формуле

,

где - коэффициент местного сопротивления, зависит от характера местного сопротивления и шероховатости стенок канала.

Коэффициенты местных сопротивлений для входа (выхода) воздуха в каналы со скругленными краями между катушками статора, определяется по формулам

,

,

где S1- площадь сечения канала перед входом в межкатушечное пространство или после выхода из него;

S - площадь сечения канала между катушками.

 








Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 2021;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.01 сек.