Попробовал согласовать тяжелый вариант с мотором ВАЗ и ничего у меня не получилось.
То площадь сечения на выходе РК становилась меньше площади сопла, то скорость перед РК становилась больше скорости струи.
Стало понятно, что нужно изменить способ задания параметров – скорости перед РК и размеров ступицы. Доработал калькулятор.
Теперь скорость перед РК задается по 2 параметрам – относительной скорости V1/V0 и по максимально допустимой. Выбирается меньшее из значений.
Размер ступицы задается, как и прежде, на входе и выходе, но не в долях диаметра РК, а следующим образом:
- на входе абсолютным размером в миллиметрах
-на выходе в виде относительной величины, показывающей, какая доля прироста осевой скорости происходит в пределах РК. Поясню. В пределах ВД у нас происходит разгон потока от скорости на входе в РК до скорости струи. Этот разгон может происходить, как вариант, лишь только в сопле, или распределено по тракту ВД, то есть и в пределах РК и СА, также.
Введенный коэффициент задает какая часть разгона потока должна произойти в пределах РК. Например, если перед РК у нас скорость 10 м/с, а скорость струи 15 м/с, то поток должен увеличить свою скорость на 5 м/с в пределах тракта движителя.
Если мы зададим коэфф. 0, то это будет означать, что у нас чисто осевой вариант и осевого разгона в пределах РК не происходит. Если зададим 0.5, то это значит, что половина разгона произойдет в РК и скорость на выходе РК будет 0.5*(15-10)+10 = 12.5 м/с.
Если зададим 1, то весь разгон произойдет в РК и площадь выходного сечения РК сравняется с площадью сопла. Но так делать нельзя, потому, что у нас еще есть скоростной напор закрутки потока, который после раскрутки в СА должен дать прирост скоростного напора на сопле.
Поэтому, этот коэффициент разгона в РК нужно задавать в пределах 0-0.8, не более. Также, необходимо помнить о статическом напоре, необходимом нам для системы охлаждения, ведь с увеличением коэффициента разгона будет снижаться величина статического напора на выходе РК. Или нужно делать полнонапорный отбор потока для системы охлаждения.
Попробуем посмотреть, что у нас получится с такими нововведениями. Варианты лодок оставим те же.
Для начала, зададим скорость перед РК без ограничения по максимальному значению величиной 0.9 от скорости лодки.
Диаметр ступицы на входе зададим 60 мм для обоих вариантов.
Коэфф. разгона в РК зададим 0.5
Остальные параметры без изменений. Смотрим, что получилось.
Что изменилось по сравнению с предыдущим методом расчета?
Мы зафиксировали относительную скорость перед РК, прирост скорости в РК и шаговое отношение, то есть, правильно задали условия подобия для разных режимов. В результате, мы видим, что кривая крутящего момента пропорционально повторяет кривую расхода, а кривая оборотов пропорциональна скорости.
Посмотрим, что у нас с избыточным статическим напором происходит
Синие линии – избыточный (относительно атмосферного) статический напор перед РК.
Как видим, здесь глухой минус. И тем минусовее, чем выше скорость.
Зеленые линии – статика после РК. Чем она больше, тем больше объемные потери напора через зазор между РК и обечайкой. Но, с другой стороны, тем легче прокачать систему охлаждения. Какой здесь оптимум, хз. Предположим, что 15-20 метров будет хорошим компромиссом.
Красные линии - это, то значение статического напора, которое может быть после раскрутки потока в СА. Конечно, это только в том случае, если в СА сечение не меняется и скоростной напор закрутки потока преобразуется в статику.