Распределение коэффициента полезного действия
КПД первой ступени снижается по сравнению со средним значением – это объясняется повышенным уровнем неравномерности на входе в компрессор. А относительное снижение КПД последней ступени объясняется усилившимся влиянием радиальных зазоров на коротких лопатках.
,
,
.
0,84 |
0,853 |
0,865 |
0,877 |
0,882 |
0,886 |
0,887 |
0,887 |
0,883 |
0,88 |
0,875 |
0,871 |
0,868 |
0,86 |
Распределение полной температуры
317,346 |
347,717 |
378,670 |
410,207 |
442,211 |
474,682 |
507,355 |
539,895 |
572,237 |
604,241 |
635,895 |
667,199 |
698,152 |
728,399 |
По полученным значениям проверим температуру за последней ступенью. Она должна с приемлемой точностью совпадать с температурой за компрессором Тк.
Тк = 728,3987 K
Р
аспределение
степени повышения давления
1,340 |
1,322 |
1,302 |
1,285 |
1,267 |
1,251 |
1,235 |
1,218 |
1,201 |
1,187 |
1,173 |
1,161 |
1,151 |
1,139 |
Выполним проверку. Суммарная степень повышения давления в компрессоре, равная произведению степеней повышения давления всех ступеней должна с приемлемой точностью совпадать с заданным значением.
∑πст = 18,000
πк = 18,000
Распределение полного давления по ступеням
,где
.
134,395701 |
177,720085 |
231,435646 |
297,44293 |
376,936988 |
471,724791 |
582,491819 |
709,272164 |
852,108117 |
1011,0462 |
1185,95869 |
1377,18358 |
1585,06539 |
1805,63339 |
Расчет параметров компрессора на среднем диаметре.
2.1 Распределение осевых составляющих приведенной скорости по проточной части:
,
Принимаем:
λ1аi |
0,58 |
0,54 |
0,5 |
0,48 |
0,46 |
0,44 |
0,42 |
0,4 |
0,38 |
0,36 |
0,34 |
0,33 |
0,32 |
0,31 |
λ2ai |
0,47 |
0,44 |
0,42 |
0,41 |
0,4 |
0,38 |
0,37 |
0,36 |
0,34 |
0,33 |
0,31 |
0,3 |
0,29 |
0,28 |
где
.
Найдём осевые скорости. Для проверки можно воспользоваться следующими равенствами: для первых ступеней С1а = 140...230 м/с, а для последних ступеней С1а = 80...140 м/с.
Тогда осевые составляющие абсолютных скоростей на входе в рабочее колесо для каждой ступени:
,
|
180,13 |
176,04 |
170,62 |
170,93 |
170,50 |
169,33 |
167,46 |
164,88 |
161,58 |
157,60 |
152,95 |
152,29 |
151,26 |
149,90 |
осевые составляющие абсолютных скоростей на выходе из направляющего аппарата для каждой ступени:
|
152,82 |
151,17 |
149,57 |
151,59 |
152,39 |
151,51 |
150,45 |
153,50 |
148,84 |
148,45 |
143,06 |
141,81 |
140,23 |
138,29 |
2.2 Распределение степени реактивности:
|
0,55 |
0,56 |
0,57 |
0,58 |
0,60 |
0,61 |
0,62 |
0,63 |
0,64 |
0,65 |
0,67 |
0,68 |
0,69 |
0,70 |
2.3 Назначаем
коэффициент расхода, учитывающий
радиальную неравномерность поля осевых
скоростей
:
2.4 Аксиальные площади сечений входа в рабочие колеса ступеней по проточной части:
,
|
0,293 |
0,242 |
0,203 |
0,168 |
0,141 |
0,120 |
0,103 |
0,090 |
0,080 |
0,072 |
0,065 |
0,059 |
0,053 |
0,049 |
2.5 Диаметры проточной части:
периферии
,
|
0,756 |
0,756 |
0,756 |
0,756 |
0,756 |
0,756 |
0,756 |
0,756 |
0,756 |
0,756 |
0,756 |
0,756 |
0,756 |
0,756 |
втулки
|
0,446 |
0,514 |
0,560 |
0,598 |
0,626 |
0,648 |
0,664 |
0,676 |
0,686 |
0,693 |
0,699 |
0,705 |
0,710 |
0,714 |
средний
Dcp = Dп - hki
|
0,601 |
0,635 |
0,658 |
0,677 |
0,691 |
0,702 |
0,710 |
0,716 |
0,721 |
0,725 |
0,728 |
0,731 |
0,733 |
0,735 |
высоты лопаток рабочих колес:
h1i = 0,5 ( D1п – D1втi )
|
0,155 |
0,121 |
0,098 |
0,079 |
0,065 |
0,054 |
0,046 |
0,040 |
0,035 |
0,031 |
0,029 |
0,026 |
0,023 |
0,021 |
2.6 Окружная скорость на среднем диаметре:
,
U1срi |
272,09 |
287,49 |
297,92 |
306,63 |
313,03 |
317,81 |
321,47 |
324,29 |
326,47 |
328,15 |
329,46 |
330,82 |
331,93 |
332,85 |
2.7 Коэффициент напора по окружной скорости на среднем диаметре:
,
|
0,398 |
0,369 |
0,350 |
0,337 |
0,328 |
0,323 |
0,318 |
0,311 |
0,305 |
0,299 |
0,293 |
0,287 |
0,282 |
0,274 |
2.8 Входная закрутка потока на входе в рабочее колесо:
,
|
68,26 |
72,99 |
74,99 |
75,70 |
75,06 |
73,36 |
71,35 |
69,33 |
67,01 |
64,60 |
61,98 |
59,35 |
56,57 |
54,21 |
2.9 Угол входа потока в рабочее колесо в абсолютном движении:
,
|
69,25 |
67,48 |
66,27 |
66,11 |
66,24 |
66,58 |
66,92 |
67,19 |
67,48 |
67,71 |
67,94 |
68,71 |
69,50 |
70,12 |
2.10 Критическая скорость потока на входе в ступень в абсолютном движении:
,
|
310,6 |
326,0 |
341,2 |
356,1 |
370,6 |
384,8 |
398,7 |
412,2 |
425,2 |
437,8 |
449,8 |
461,5 |
472,7 |
483,5 |
2.11 Приведенная абсолютная скорость на входе в ступень:
,
|
0,62 |
0,58 |
0,55 |
0,52 |
0,50 |
0,48 |
0,46 |
0,43 |
0,41 |
0,39 |
0,37 |
0,35 |
0,34 |
0,33 |
2.12 Окружная составляющая относительной скорости:
,
|
203,8 |
214,5 |
222,9 |
230,9 |
238,0 |
244,5 |
250,1 |
255,0 |
259,5 |
263,6 |
267,5 |
271,5 |
275,4 |
278,6 |
2.13 Угол набегания потока на рабочее колесо в относительном движении
,
|
41,47 |
39,38 |
37,43 |
36,51 |
35,62 |
34,71 |
33,80 |
32,89 |
31,91 |
30,88 |
29,76 |
29,29 |
28,78 |
28,28 |
2.14 Температура торможения на входе в рабочее колесо в относительном движении
,
|
288,0 |
317,3 |
347,7 |
378,7 |
410,2 |
442,2 |
474,7 |
507,4 |
539,9 |
572,2 |
604,2 |
635,9 |
667,2 |
698,2 |
2.15 Критическая скорость потока в относительном движении
,
|
310,6 |
326,0 |
341,2 |
356,1 |
370,6 |
384,8 |
398,7 |
412,2 |
425,2 |
437,8 |
449,8 |
461,5 |
472,7 |
483,5 |
2.16 Приведенная относительная скорость на входе в рабочее колесо
,
|
0,88 |
0,85 |
0,82 |
0,81 |
0,79 |
0,77 |
0,75 |
0,74 |
0,72 |
0,70 |
0,68 |
0,67 |
0,66 |
0,65 |
2.17 Аксиальные площади сечений выхода из направляющих аппаратов ступеней по проточной части:
,
|
0,270 |
0,224 |
0,188 |
0,155 |
0,131 |
0,112 |
0,097 |
0,083 |
0,075 |
0,067 |
0,062 |
0,056 |
0,052 |
0,048 |
2.18 Диаметры проточной части на выходе из направляющих аппаратов:
периферии
|
0,756 |
0,756 |
0,756 |
0,756 |
0,756 |
0,756 |
0,756 |
0,756 |
0,756 |
0,756 |
0,756 |
0,756 |
0,756 |
0,756 |
втулки
|
0,477 |
0,535 |
0,577 |
0,611 |
0,636 |
0,655 |
0,669 |
0,682 |
0,690 |
0,697 |
0,702 |
0,707 |
0,711 |
0,715 |
средний
D2cp = D2п - hki
|
0,617 |
0,646 |
0,667 |
0,684 |
0,696 |
0,705 |
0,713 |
0,719 |
0,723 |
0,727 |
0,729 |
0,732 |
0,734 |
0,735 |
высоты лопаток направляющих аппаратов в выходных сечениях:
h2i = 0,5 ( D2п – D2втi )
|
0,139 |
0,110 |
0,090 |
0,072 |
0,060 |
0,051 |
0,044 |
0,037 |
0,033 |
0,029 |
0,027 |
0,025 |
0,022 |
0,021 |
2.19 Окружная скорость на среднем диаметре:
|
279,3 |
292,4 |
301,8 |
309,6 |
315,3 |
319,4 |
322,7 |
325,7 |
327,4 |
329,1 |
330,1 |
331,3 |
332,2 |
333,0 |
2.20 Входная закрутка потока на выходе из направляющего аппарата
,
|
183,1 |
183,4 |
182,7 |
181,5 |
179,6 |
177,3 |
174,4 |
171,2 |
167,2 |
163,2 |
158,9 |
154,7 |
150,4 |
145,6 |
2.21 Угол выхода потока на направляющего аппарата в абсолютном движении
,
|
39,85 |
39,49 |
39,30 |
39,86 |
40,31 |
40,52 |
40,79 |
41,88 |
41,68 |
42,28 |
41,99 |
42,51 |
42,99 |
43,53 |
2.22 Критическая скорость потока в абсолютном движении на выходе из направляющего аппарата
,
|
326,0 |
341,2 |
356,1 |
370,6 |
384,8 |
398,7 |
412,2 |
425,2 |
437,8 |
449,8 |
461,5 |
472,7 |
483,5 |
493,9 |
2.23 Приведенная абсолютная скорость на выходе из направляющего аппарата
,
|
0,732 |
0,697 |
0,663 |
0,638 |
0,612 |
0,585 |
0,559 |
0,541 |
0,511 |
0,490 |
0,463 |
0,444 |
0,425 |
0,407 |
2.24 Окружная составляющая относительной скорости
,
|
96,2 |
95,9 |
96,6 |
97,8 |
99,7 |
102,0 |
104,9 |
108,1 |
112,1 |
116,1 |
120,4 |
124,6 |
128,9 |
133,7 |
2.25 Угол выхода потока из направляющего аппарата в относительном движении
,
|
57,81 |
57,62 |
57,15 |
57,18 |
56,81 |
56,05 |
55,11 |
54,84 |
53,01 |
51,98 |
49,93 |
48,70 |
47,42 |
45,97 |
2.26 Углы поворота потока в межлопаточном канале направляющего аппарата и рабочего колеса:
,
|
29,40 |
27,99 |
26,97 |
26,25 |
25,93 |
26,06 |
26,14 |
25,31 |
25,80 |
25,43 |
25,95 |
26,20 |
26,51 |
26,59 |
,
|
16,35 |
18,25 |
19,72 |
20,67 |
21,19 |
21,34 |
21,31 |
21,95 |
21,10 |
21,10 |
20,17 |
19,41 |
18,64 |
17,69 |
