Газодинамический расчет ступеней компрессора по среднему диаметру

Газодинамический расчёт проточной части компрессора. для удобства делится на две части. Вначале производится расчёт кинематических параметров потока, принимая схему проточной части D_ср = const, и определяются скорости и углы потока. Результаты и алгоритм расчёта сведены в табл. 4.1.

Затем производится расчёт термодинамических и геометрических параметров ступеней. Результаты и алгоритм расчёта сведены в табл. 4.2,  которая включает также контрольные расчёты. Высоты лопаток и диаметры определены здесь для схемы проточной части D_к = const.

По результатам расчётов выполненных в табл. 4.1 и 4.2 выполняется эскиз проточной части (см. рис. 4.1). Высоты рабочих и направляющих лопаток на выходе из венцов принимаются конструктивно.

 

           

 

 

Расчет закрутки рабочих лопаток всех ступеней

 

Выполненный расчёт ступеней по среднему диаметру определяет требования к геометрии лопаток только в одном сечении – среднем. У корня и на периферии условия обтекания будут отличаться, поэтому профиль лопатки определяет различные законы изменения по радиусу степени реактивности, теоретического напора. закрутки потока на входе в РК и других параметров.

       Рекомендуется использовать в первых ступенях лопатки с постоянной циркуляцией или с постоянной степенью реактивности. а в последних – лопатки с постоянной циркуляцией.

       В данном курсовом проекте все ступени рассчитываются по закону закрутки с постоянной циркуляцией. В первом приближении можно принять. что теоретический напор по высоте лопатки не изменяется.

       Для ступени с постоянной циркуляцией выполняются соотношения

c_1u × r = const;

c_1a (r) = const.

В ступенях этого типа степень реактивности резко уменьшается от периферии к корню. Поэтому при расчёте такой ступени при малом втулочном отношении необходимо следить за тем. чтобы у корня не появилась очень малая степень реактивности. а у вершины рабочей лопатки число Маха потока не превышало допустимого значения.

Заданными являются все величины для среднего диаметра. Необходимые соотношения для расчёта величин вдоль радиуса лопатки сведены в табл. 5.1. Расчёт производится не менее чем для трёх сечений: корневого. среднего и периферийного.

      По полученным результатам строятся треугольники скоростей для всех ступеней (рис. 5.1-5.7), а также изменение по радиусу r. a_{1 .} с_{1 a}. с_{1 u}. с₁. b₁. b₂. w₁. w₂. a₂. c₂ (см. рис. 5.8 -5.15).

 

 

 

Таблица 4.1

Расчет кинематических параметров потока в ступенях компрессора при D _ср = const

 

№ п/п	Наименование величины	Обозначение	Формула	Размерность	Ступени
					1	2	3	4	5	6	7
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Затрачиваемая работа в ступени	hст	задаёмся	кДж/кг	25,20	23,64	23,64	23,64	23,64	23,64	15,70
2	Осевая скорость на входе в РК	с1а	задаёмся	м/с	185,0	177,2	169,3	161,5	153,6	145,7	137,9
3	Степень реактивности ступени		задаёмся	-	0,50	0,53	0,55	0,58	0,61	0,63	0,66
4	Коэффициент напора	hт	hст×103/u2	-	0,30	0,28	0,28	0,28	0,28	0,28	0,18
5	Окружная составляющая абсолютной скорости на входе в РК	с1u	u[(1-r)- hт/2]	м/с	102,6	97,5	89,7	81,9	74,1	66,4	72,2
6	Угол входа потока по абсолютной скорости	a1	arctg(с1а/ с1u)	град	61,00	61,19	62,09	63,10	64,24	65,52	62,36
7	Абсолютная скорость на входе в РК	с1	с1а/sina1	м/с	211,6	202,2	191,6	181,0	170,5	160,1	155,6
8	Угол входа потока в РК в относительном движении	b1	arctg[с1а/ (u-с1u)]	град	44,4	42,4	40,0	37,6	35,2	32,9	32,2
9	Относительная скорость на входе в РК	w1	с1а/sinb1	м/с	264,5	262,8	263,5	264,6	266,2	268,2	259,1

Продолжение  

 

  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

10 Окружная составляющая абсолютной скорости на выходе из РК с_2u u[(1-r)+h_т/2] м/с 189,0 178,5 170,8 163,0 155,2 147,4 126,0

11 Осевая скорость на выходе из ступени   с_3a с_3ai с_{1а (i+1)} м/с 177,2 169,3 161,5 153,6 145,7 137,9 130

12 Осевая скорость на выходе из РК с_2a ~(с_1a+с_3a)/2 м/с 181,1 173,2 165,4 157,5 149,7 141,8 133,9

13 Угол выхода потока по абсолютной скорости a₂ arctg(с_2а/ с_2u) град 43,8 44,1 44,1 44,0 44,0 43,9 46,7

14 Абсолютная скорость на выходе из РК с₂ с_2а/sina₂ м/с 261,8 248,8 237,7 226,7 215,6 204,6 183,9

15 Угол выхода потока из РК в относительном движении b₂ arctg[с_2а/ (u-с_2u)] град 60,5 56,9 53,9 50,8 47,7 44,5 39,0

16 Относительная скорость на выходе из РК w₂ с_2а/sinb₂ м/с 208,1 206,8 204,8 203,3 202,4 202,2 212,9

17 Угол поворота в РК e_p b₂ - b₁ град 16,1 14,5 13,9 13,2 12,4 11,6 6,8

18 Угол выхода потока из НА^* a₃ с_3i = с_{1 (i+1)} град 61,2 62,1 63,1 64,2 65,5 62,4 90,0

19 Угол поворота потока в НА e_н a₃ - a₂ град 17,4 18,0 19,0 20,2 21,6 18,5 43,3

                           

 

 

Таблица 4.2