вторник, 9 мая 2017 г.




                         Original theoretical assumptions .


Pipe Screw Rotor is a device uniting a propeller andcentrifugal inwardly a channel pump in that external spiralcontour,at a rotation provides an axial stream, and channelsof hollow blades with angular interfaces are radially turning, centrifugal, more speed(relatively axial) stream, from thecenter of general entrance to the ends of Outgoing Nozzles, forcing opening on ending of blades and general, consilientto direction, resulting troop landing of streams of Axial Supercharger and Chempump.


In accordance with the theory of blade machines, at theidentical diameters of driving wheels and frequency ofrotation, work accomplished by an external contour andinternal cavities(by channels) - approximately identical.


The main expected winning in expense/pl хdescriptions of device, as compared to ordinary Airscrew, isexpected due to the effect of tacking to more speed Centrifugal stream Axial, id est, his equally speed-up motionas basic, in the mixed, combined stream after spirally.


 A design and calculations of Prototype PSR are in theprogram ANSYS, (variants of model of screw of РSR with acentrifugal channel supercharger into a hollow blade) cametrue in CAD sistem Solidworks. 


As an external spiral profile the  profile of NACA 8 was used H 12. A diameter of screw of D=is a 375 mm, diameter of hob of Dвт = a 45 mm, frequency of rotation of rotor in the range of n = 1500-8000 about/min


            A few variants of models of prototypes are worked out the  Pipe-Screw Rotor,  being combination of axial and centrifugalturbo-machine, with the purpose of receipt: enhanceabletraction and large expense/pl descriptions of device, andalso determination of increase of moment of rotation due to acold working due to the troop landing from out going nozzles centrifugal pump drive


Numeral research of model is in the programmatic packageof ANSYSCFX


For the analysis of traction and watts-in of the worked outmodel of screw the numeral experiment of turbo-machinewas conducted in the programmatic package of ANSYSCFX, as a working liquid air was chosen at t=25 C.


A virtual experiment is a numeral decision of the system ofequalizations of dynamics of liquid of Navier - Stoks. 


Forshorting of equalizations -  Navier SST was usedmodel of turbulence.






                                        Calculation area


     As results of calculation hauling description and watts-in ofconstruction of screw are certain with a centrifugalsupercharger is Pipe Screw Rotor and variant of screwwithout a centrifugal supercharger Airscrew. Also at РSR anexpense is certain through HE and Centrifugal Pump (CP).










                                                       

         


 On fig. 1 the worked out variant of model of РSR ofscrew is presented with the hemispheric design of bladesand corner of setting of crack CP, toward an axial streamin 45 degrees. Because application of centrifugal supercharger(CP) in a copula with an axial turbo-machineis a new idea, there are not the worked out recommendations on planning of similar constructions of turbo-machines.
 
                                                                                        Fig. 1
                                                     Variant 1: the Hemispheric blades CP 45 hail
Model var.  1: Spher blades corner 45 



n, a/min
1500
5000
8000
PSR


M, Н*м
0.040407
0.435995
1.11968
F, Н
0.795339
9.02212
23.3695
N, Вт
6.347148
228.2864
938.0209
Qцбн,м3/ч
10.34857
37.37
58.35041
Qон,м3/ч
322.8446
1064.189
1704.98
AS


M, Н*м
0.035812
0.392447
1.00889
F, Н
0.73141
8.17686
20.6685
N, Вт
5.625304
205.4848
845.2057
Q, м3/ч
291.6997
983.2409
1566.526



On fig. 2 the worked out variant of model of РSR ofscrew is presented with the standard design of blades andcorner of setting of crack CP , toward an axial stream in 45 degrees.
   
                                                                                           Fig. 2
                                   Variant of prototype of  PSR : Blades of standard kind CP 45



Model PSR stadart  blades corner 45



n, a/min
1500
5000
8000
РSR


M, Н*м
-
0.5
1.2925
F, Н
-
9.13
21.9
N, Вт
-
261.7994
1082.802
Qцбн,м3/ч
-
35.67193
58.06186
Qон,м3/ч
-
1738.323
2791.669

AS


M, Н*м
-
0.381165
1.00889
F, Н
-
7.45826
20.6685
N, Вт
-
199.5775
845.2057
Q, м3/ч
-
1441.231
 2392.018



       
The prototype of PSR, modelled and shortchanged in the program ANSYS, having exceptionally tangential 90 degreecorner of orientation IC and strictly inplane rotation(i.e. without additional displacement toward an outgoing stream) in  aerodynamic modes, showed, ascompared to the same model, but without involving ofinternal channels,( out of employment CP) increase in 2,4 time of force of moment on the axis of rotation, at less in 1,929 forces traction! About what testifies and that provessuch phenomenal result.
In rotary devices, taking off energy of natural stream, exactlyability to provide the greater rotary-type moment oftransmission on a billow, is main and qualificatory energy effectivity for the subsequent electro-generation of wind- or hidro- options, in a difference, forexample, from tractive force for other devices of back-action. In order that it is correct to understand all plenitude anddistinctive features of work Pipe Screw Rotor and airscrew (AS) of propeller) we will present a screw as ordinary lever scales 
And if at the screw of AS, pressure creates an external spiralprofile only, then at РSR, plus to it, yet and pressure ofoutgoing direct stream from ending of blade,(notice! pressurenot on a center, or on a middle, and on the end of lever andwith permanent force of influence one-way). On the rules oflever is an optimal point and corner of appendix of forces, exactly, such result is appropriate, what explains all physicalpicture of process.
Construction of РSR with such distribution of Out going Nozzles and organization of the directed troop landing fromthe channels of CPwith a tangential corner in 90 degreesin strictly radial direction, as wind- and hidro- turbine provides the output of energy of natural stream in asubstantially greater degree, as compared to any of theordinary vertical and horizontal turbines known and widelyused.

                                               Variant 3: 






Model PSR the Standard blades of CP 90 *

n, a/мin
2000 - 2500
PSR
M, Н*м
0,1674
F, Н
0,85
AS
M, Н*м
0,0691
F, Н
1,64