叶轮中间截面处与径向的夹角约为,故切向的风力速度
=12.38m /s (45)
将R2=0.0625m,r1=0.044m联立(42)~(45)式得代入F=0.42N
故总受力=mF+f=21×0.42+1.1=9.77N 取=10N (46)
B.计算电机转轴尺寸
图23 电机轴剖面图
故轴受到的转矩是=10×0.05325=0.5325=532.5 (47)
由于叶轮与轴连接采用螺栓压溃的形式,采用类似轴有一个键位计算由《机械设计》表6-4得轴的抗扭转截面系数 (48)
由《机械设计》表6-3选择轴的扭转强度条件为=35计算,代入(5)式算得轴的抗扭截面系数=15.93mm3。 (49)
按实际装配情况取b=3mm,t=3mm,联立代入(48)式算得轴的直径
d=4.5mm (50)
故轴的直径在选择电机时,选择大于4.5mm即可。具体模型外形参数图24。
三维图见附录5。
图24 吸水电机外形尺寸
C.计算叶轮机的所需功率,也即原动机的输出功率。
利用欧拉涡轮机方程[10][11]
流量Q可表示为
(51)
分别是进口处流体绝对速度的径向分量。
又根据计算得的叶片外缘半径R2=0.0675m,内缘半径r1=0.044m,故
=0.056m (52)
又由叶片进口处安装角,出口处安装角,气流经过叶轮前固定的导向叶轮后,在叶轮进口处的绝对速度与轴向的夹角,叶轮转速n=3000rpm。故 (53)
画出叶片的进出口速度图如图25所示,在处
17.51m/s