La solidez de la pala es un parámetro de diseño importante para el impulsor de flujo axial y se define como la relación entre la longitud de la cuerda de la pala y el espaciamiento.
Nomenclatura del perfil aerodinámico
Solidez de la hoja = c/s
Dónde
es el espaciado
es el radio medio
es el número de hoja
La longitud de la cuerda c es la longitud de la línea de la cuerda
En el caso de un impulsor de flujo axial, el radio medio se define en términos de cubo ( radio interior) y radio de punta ( radio exterior) como:
La solidez de la pala afecta a varios parámetros de la turbomáquina. Entonces, para variar esos parámetros es necesario variar la solidez de la pala, pero existen algunas limitaciones impuestas por la relación de aspecto (ala) (envergadura/cuerda) y el paso. Si un impulsor tiene pocas palas, es decir, de paso alto, se producirá una menor fuerza de elevación y de manera similar, para más palas, es decir, de paso muy bajo, habrá una gran fuerza de arrastre.
La solidez de las palas no debe confundirse con la solidez del rotor, que es la relación entre el área total de las palas del rotor y el área barrida del rotor.
Flujo sobre perfil aerodinámico aislado
La solidez de la pala es un parámetro importante que interrelaciona el parámetro de la turbomáquina con el parámetro del perfil aerodinámico. El coeficiente de sustentación y resistencia aerodinámica de un perfil aerodinámico está interrelacionado con la solidez de la pala, como se muestra:
es el ángulo del flujo de entrada en el perfil aerodinámico
es el ángulo del flujo de salida en el perfil aerodinámico
es el ángulo de flujo medio
es la velocidad del flujo de entrada, es decir, relativa al perfil aerodinámico
es la velocidad media del flujo
es la perdida de presion
En un perfil aerodinámico, la curvatura de la línea media está diseñada para cambiar la dirección del flujo, el espesor de la paleta es para la resistencia y la forma aerodinámica es para retrasar el inicio de la separación de la capa límite, tomando todos los factores de diseño de un perfil aerodinámico, las fuerzas resultantes de sustentación y resistencia pueden expresarse en términos de coeficiente de sustentación y resistencia.
El diseño del impulsor depende de la velocidad específica , la relación de punta del cubo y la relación de solidez. Para ilustrar la dependencia, se muestra una expresión para bomba de flujo axial y ventilador .
dónde
es la relación entre el diámetro del cubo y la punta
es la velocidad especifica
El diagrama de Cordier se puede utilizar para determinar la velocidad específica y el diámetro de la punta del impulsor . En consecuencia, se pueden ajustar la relación de solidez y la relación de punta del cubo (rango 0,3-0,7).
El índice de solidez generalmente cae en el rango de 0,4-1,1
![{\displaystyle r_{m}=[(r_{t}^{2}+r_{h}^{2})/2]^{0.5}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e3a43bc8bcf741880a56856d3cacbd7ab9c72967)
