Импеллерный двигатель что это такое
Импеллерный двигатель что это такое
Что такое электроимпеллер и как он работает?
Много моделистов не пробуют строить модели реактивных самолетов, потому что они думают, что модели слишком дороги, слишком сложны и ими слишком трудно управлять. На самом деле это не так! Если Вы действительно хотите летать на реактивном самолете и вы имеете достаточный багаж знаний для постройки модели и летные навыки, специальные разработанные наборы (Kit`s) помогут вам реализовать свои идеи и проекты!
Начало
Прежде, чем Вы будете строить реактивный самолет, Вы должны сначала оценить ваши способности к постройке и управлению такой моделью. Реактивные самолеты с импеллером никогда не рассматривались как модели для новичка. Так, по крайней мере, Вы должны знать, как спортивный самолет. Если Вы можете легко управлять скоростной спортивной моделью, Вы сможете квалифицированно управлять моделью с импеллером. Мы так же рекомендуем, чтобы, Вы, получили опыт в постройке модели и освоили технологии работы с пенопластом (как правило, крыло) и стекловолокном (обычно фюзеляж), модели самолета с убирающимся шасси; это позволит, Вам, научится работать с различным строительным материалами и методами постройки модели, вообще связанным с реактивным моделизмом. Если, Вы, тратите время, чтобы обладать новыми знаниями, Вы, не будете иметь никаких проблем с реактивным самолетом.
Методы оценки
Естественно, поощряется посещать мероприятия с запусками реактивных моделей и смотреть различные образцы реактивных моделей своими собственными глазами. Говорите с пилотами об их моделях, радио, двигателях, импеллерах и так далее. Изучайте литературу от различных производителей. Вы можете действительно можете многому научиться, посещая различные форумы и сайты посвященные постройке моделей реактивных самолетов. Задавайте вопросы, и учитесь используя опыт других людей.
Выбор образца импеллера.
Как правило, выбор импеллера зависит от физических размеров модели, веса и используемого двигателя.
Основы
Хотя все части импеллера важны, лопасти ротора являются наиболее критическими для характеристики импеллера. Внешний кожух (статор) помогает направлять воздушный поток назад и предотвращает «концевые потери, » то есть, неэффективность, вызванная воздушными вихрями, сформированными на концах лопасти. Если есть слишком большое расстояние между концами лопастей и статором, стенные, воздушные вихри могут прервать гладкий воздушный поток. После того, как воздух вышел из ротора, он проходит через статорные неподвижные лопасти. Они спрямляют завихряющийся воздушный поток, закрученный ротором.
Всегда подбирайте правильно пару – двигатель, импеллер. Важно выбирать двигатель, который обладает именно теми характеристиками, которые рекомендует производитель импеллеров. Таким образом, Вы, сможете использовать импеллер с большей эффективностью!
Толкающий или тянущий?
Как это не странно, но существует два типа импеллеров: толкающий и тянущий. В импеллере толкающего типа, двигатель находится перед ротором. Импеллеры у которых двигатель находится за ротором, являются тянущими (классический вариант).
Воздухозаборник
Обычно площадь входного отверстия равна 95-110% от площади канала, где находится ротор. Как правило, профиль входного отверстия, точнее сечение края трубы представляет собой эллипс 2х1. Этот профиль представляет собой наиболее аэродинамически выгодную форму при поддержании хорошего потока воздуха во входном отверстии.
Сопло
Выходное отверстие должно быть площадью 75-85% (в других источниках 80-90%) от площади канала, в сечении вращения ротора. Уменьшение площади выходного отверстия позволяет увеличить скорость выхода воздушного потока, и как следствие – скорость модели. Но есть обратная сторона этого процесса. Слишком резкое уменьшение площади выходного отверстия будет создавать избыточное давление и затруднять работу, выполняемую двигателем и эффективность устройства в целом будет падать. В общем случае, надо руководствоваться данными производителя, если существует такая воможность.
Что еще влияет на характеристики моделей?
Все рулевые поверхности, которые изменяют скорость реактивного самолета также, вносят вклад в превосходную характеристику глиссады (траектория посадки). Вы обнаружите, что закрылки становятся необходимыми, что бы замедлить реактивный самолет для лучшей посадки.
Заключение
В последние годы, прорывы в технологиях производства двигателей, батарей и импеллеров позволили электрическим реактивным самолетам лететь эффективно и быстро.
Автор: Владимир Масленников
Все права принадлежат ООО «Территория Хобби» 2007. Перепечатка, использование статьи с разрешения автора.
 | Рассказать знакомому |   |
 |
|  |
 | |  |
| | |
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
|
385309602Теория импеллера
Опции темы
Теория импеллера
Создаю отдельную тему для сбора теоретической информации по работе импеллера. В некоторых топиках такие обсуждения уже проскакивали, но найти эти отрывки практически нереально. Поэтому всех кто имеет информацию по расчетам и теоретическим аспектам работы это девайса прошу выкладывать здесь статьи и ссылки.
Я нашел неплохою статью, но сайт на котором она публиковалась видимо сдох. Поэтому есть только часть этой статьи. Полного варианта я не нашел.
Рекомендаций производителя Schubeler и некоторые выводы для частных случаев:
Картинки сами поищите. Их полно в интернете.
А как же соотношение площадей воздухощаборника и сечения импеллера? А длина и форма воздуховода? У большинства моделей именно воздухозаборник и канал убивают заметную часть тяги.
Передняя кромка импеллера работает согласно классической теории крыла. Вентилятор засасывает воздух. От этого поток разгоняется обтекая переднюю кромку. С внешней стороны давление атмосферы статично, внутри трубы возникает разряжение. Благодаря этому эффекту на кромку действует подъемная сила. Эта сила создает дополнительную статическую тягу импеллеру.
Согласно теории, данная сила максимальна в статике и быстро снижается с ростом скорости входного потока. На «летных» скоростях передняя кромка скорее будет создавать лишнее сопротивление, чем давать выигрыш в тяге. По этой причине дополнительное окольцовывание винтов эффективно для скоростных применений. Аэросани, суда на воздушной подушке и т.п.
Рекомендаций производителя Schubeler и некоторые выводы для частных случаев:
Если есть статьи, тем более на русском, выкладывайте сюда.
Я пока не видел зависимостей как тяга зависит от количества лопастей, и от скоростного потока на входе.
С ростом скорости будет расти сопротивление, квадратично, при малых М.
Поэтому тяги нужно столько, чтобы скомпенсировать сопротивление.
А почему на малых скоростях имп эффективнее? Это что-то новое. Если мы будем летать на одинаковой батарее 6S 5 Ач, я на Т-28 (3,7 кг., 2 кВт.) и мой товарищ на L-39 (3.8 кг. 2.5 кВт.) на скорости 80 в час, то я его перелетаю примерно в четыре раза, он 5 минут, я 23 минуты. А если на 120 км/ч, то тут расклад изменится, 4 минуты против примерно 10. На 160 км/ч у меня наверное время будет меньше, чем у него. 
Лоб здоровый, тяжело идет.
Пример не очень правильный, плАнеры разные, аэродинамика тоже. Но мне кажется наоборот все, имп на малых скоростях не нужен.
Дима меня может поправит.
a_centaurus, я не нашел в этом треде ссылок на упоминаемые материалы на английском. Я где-то ссылку пропустил?
Лопаточная машина, работающая в специальном кожухе, называется импеллером.
В переводе с немецкого дословно звучит как «направленный, канализированный вентилятор».
Сравните: пропеллер работает в открытом пространстве. Внешний кожух устройства помогает эффективно направлять воздушные потоки (или рабочую среду), эффективно распределяя центробежные усилия. Это предотвращает концевые потери.
Виды импеллеров и их особенности
Различают два вида импеллеров:
Стальные винты или лопасти изготавливают методом литья или штамповки (пресс с усилием до 40 тонн профилирует лопатки). Заготовки проходят комплекс механической обработки для снятия заусенцев, зазубрин и прочих дефектов. Применяют для этого токарно-фрезеровочные комплексы mazak и фрезеровочные машины MIKRON. После чего лопатки проходят термическую и обработку, отпуск и нормализацию. После чего проводится комплекс испытаний на прочность и твердость.
Благодаря особой конструкции импеллера удается достичь минимального шума и отсутствие потери мощности работающей турбины. Корпус импеллерного двигателя обладает меньшими размерами, чем пропеллерные, при этом полезная мощность остается та же. Крыльчатка (закреплена на роторе) представляет собой многолопастной винт в кольцевом канале. Воздух, затянутый в импеллер под большим давлением, имеет какой-то вес, поэтому в результате движения воздушных масс возникает реактивная тяга. Усилие двигает машину или перемещает рабочую среду.
Основная сфера применения импеллеров
Импеллеры применяются в самых разных направлениях. Это не только крупные промышленные двигатели турбин, градирен или компрессоров, но и небольшие механизмы, например, аквариумные фильтры, помпы, двигатели посудомоечных машин, водометы.
Принцип действия импеллерного насоса
В этой статье мы расскажем про импеллерные насосы: как они устроены, как работают, в чём их сильные и слабые стороны. Вы узнаете почему они бережно перекачивают жидкость, могут делать это в обоих направлениях и работать в режиме самовсасывания.
Импеллерный насос является насосом объёмного типа и относится к пластинчато-роторным насосам. Он имеем несколько названий: ламельный насос, насос с гибкой крыльчаткой, насос с мягким ротором, насос с гибкими пластинами. Тем не менее, под каждым из упомянутых названий имеется ввиду один и тот же насос, импеллерный. Для понимания, почему он так называется и каков принцип его работы, необходимо рассмотреть из каких частей состоит насос и какие у него конструктивные особенности.
Импеллерный насос состоит из двух основных узлов: электродвигателя и корпуса насоса.
Электродвигатель насоса
В качестве привода насоса используется асинхронный электродвигатель закрытого типа с максимальной частотой вращения вала до полутора тысяч оборотов в минуту. Диапазон мощности электродвигателей для импеллерных насосов колеблется от 0,55 киловатт до 6 киловатт. В зависимости от производителя насоса, он может поставляться с частотным преобразователем электродвигателя или механическим вариатором. Принцип действия этих устройств различен. Частотный преобразователь позволяет регулировать скорость вращения вала электродвигателя с помощью изменения частоты напряжения питания. Механический вариатор или как его еще называют механическая передача, производит регулировку оборотов вала за счет изменения передаточного отношения между собственными входным и выходным валами. Преимущество использования частотного преобразователя в том, что можно производить регулировку в более широком диапазоне. Главным же преимуществом механического вариатора является то, что корректировка производится вручную, а значит есть возможность более точного регулирования.
Корпус насоса
Корпус насоса состоит из передней крышки, задней крышки, торцевого уплотнения, крепёжного фланца и гибкой крыльчатки – импеллера.
Передняя крышка непосредственно контактирует с перекачиваемой жидкостью, а также с гибкой крыльчаткой насоса. То, что проточная часть имеет контакт с крыльчаткой является главной особенностью данного насоса и определяет принцип его действия. Это происходит из-за того, что передняя крышка насоса имеет несимметричную форму (форма круга «сплюснутого» с одной из сторон). С внутренней стороны крышки в месте, где сектор круга «сплюснут» и происходит контакт гибкими лопастями крыльчатки. В зависимости от завода изготовителя несимметричную форму получают либо на стадии литья передней крышки, либо способом дополнительной наплавки сектора круга с последующей механической обработкой. Для правильной работы насоса несимметричным должен быть сектор круга между всасывающим и нагнетательным патрубками.
Передняя крышка имеет два патрубка для всасывания и подачи перекачиваемого продукта. При этом стоит отметить, что каждый из двух патрубков может являться как всасывающим, так и нагнетательным (в зависимости от задачи пользователя). То есть насос может перекачивать жидкость в обоих направлениях. Эта особенность называется реверсом насоса. Изменение направления движения потока возможно даже во время эксплуатации насоса, например, когда жидкости перекачено излишнее количество. Насос имеет переключатель реверса, который может быть односкоростным или двухскоростным.
Патрубки на передней крышке импеллерного насоса расположены друг относительно друга под углом 90 или 180 градусов и могут иметь несколько видов подсоединений. Импеллерные насосы бывают с быстроразъемным соединением, с молочной гайкой и метрической наружной резьбой. Соединение с молочной гайкой – это гигиеническое соединение предназначенное для пищевой, фармацевтической и косметической промышленности. Это резьбовое соединение с круглой резьбой часто встречается в молочной и пивоваренной промышленности. Быстроразъемное соединение позволяет произвести оперативный демонтаж импеллерного насоса (например, это нужно для частой промывки насоса).
Для герметизации электродвигателя конструкцией насоса предусмотрено механическое уплотнение, которое состоит из двух колец. Внутреннее кольцо является подвижным и выполнено из синтетического полимера с графитом в обойме из нержавеющей стали. Оно нужно для отсутствия протечек между вращающейся парой и валом. Внешнее полимерное кольцо герметизирует неподвижное кольцо и корпус насоса.
В качестве материалов изготовления корпуса импеллерного насоса используют сплавы на основе меди – латунь и бронза. Эти сплавы сочетают в себе ряд свойств, которые способствуют долгой работе насоса: твердость, износостойкость, низкий коэффициент трения (высокие антифрикционные свойства). Кроме этого очень часто в качестве материалов изготовления корпуса используют нержавеющие стали, в том числе высоколегированные пищевые нержавеющие стали.
Рабочую часть насоса – импеллер изготавливают как правило из полимерных материалов: Neoprene, NBR, EPDM. Первый из них Neoprene это синтетический каучук, NBR – синтетический полимер (бутадиен-нитрильный каучук), EPDM – синтетический эластомер (этилен-пропиленовый каучук). Импеллер из материала EPDM имеет сниженный ресурс работы и ограничения по числу оборотов электродвигателя. Гибкую крыльчатку из EPDM не рекомендовано устанавливать в насосах, где обороты электропривода превышают 900 оборотов в минуту, зато этот материал более устойчив к высоким температурам перекачиваемого продукта.
Ресурс работы импеллера и выбор материала его использования зависит от многих факторов. Например, ресурс сильно снижается из-за частой и продолжительной работы насоса без жидкости, которая служит смазкой для импеллера. Уровень вязкости жидкости и длительная работа при высоких температурах тоже влияют на срок службы гибкой крыльчатки. Материал импеллера и уплотнений насоса необходимо выбирать индивидуально в соответствии с техническими требованиями и сферой применения.
Принцип работы насоса
Электродвигатель насоса подключен к электросети, подается электропитание. Вал электродвигателя начинает вращаться. Жестко закрепленный на валу импеллер с гибкими лопастями также начинает вращаться. Импеллер вращается, касаясь концами лопастей внутренней поверхности корпуса. Когда лопасти импеллера проходят место сужения диаметра корпуса они сгибаются уменьшая тем самым полезный объём между двумя соседними лопастями. После прохождения «сплющенной» области корпуса – лопасти разгибаются, принимая своё первоначальное состояние. Разгибающиеся лопасти за счет разрежения пространства создают всасывающий эффект в районе одного из патрубков (так как несимметричная область корпуса находится между патрубков). Перекачиваемый продукт поступает в корпус насоса. Далее он перемещается между лопастями по окружности проточной части корпуса по ходу его вращения импеллера. Достигая область сужения лопасти снова изгибаются и ввиду уменьшения пространства между смежными лопастями – продукт выдавливается в напорный патрубок.
Стоит отметить, что производительность насоса прямо пропорциональная частоте вращения вала электродвигателя. Именно по этой причине импеллерные насосы иногда используют в качестве насосов-дозаторов.
Технически импеллерный насос сочетает в себе возможности центробежного насоса и насоса объемного типа: он создает напор и производительность и в то же время может перекачивать густые вязкие жидкости.
Кроме этого насос с гибкой крыльчаткой является самовсасывающим. Он может осуществлять самовсасывание продукта на высоту до 6-7 метров даже если изначально в корпусе нет жидкости, и делает это в течении нескольких секунд.
В начале статьи было упомянуто, что импеллерный насос еще называют ламельным. Дело в гибких лопастях импеллера – ламелях. Они осуществляют плавное бережное перекачивание продукт, без ударов и пульсаций. В следствие чего не происходит разрушение структуры продукта. Насос создает ламинарный поток.
Течение жидкости
Преимущества и недостатки импеллерного насоса
Импеллерный насос имеет ряд преимуществ:
К недостаткам можно отнести:
Импеллерные насосы активно применяют в различных сферах производства: нефтеперерабатывающая промышленность, косметическая промышленность, химическая промышленность, фармакологическая промышленность, ну и конечно пищевая промышленность (для перекачивания вина, для перекачивания молочной продукции).