4. Пояснения к расчету
п.1. Осевая скорость на входе в рабочее
колесо составляет
и
определяется производительностью
компрессора
и габаритными требованиями к машине.
Для малорасходных машин (
кг/с) принимаем
= 80 м/с. Большие значения выбирают
для компрессоров с большей производительностью
или более жесткими ограничениями по
габаритам.
п.2. Для слабонагруженных (малая
)
малорасходных компрессоров, имеющих,
как правило, небольшие размеры, редко
удается добиться высоких значений
коэффициента изоэнтропического напора
.
В этом случае
.
Значение коэффициента изоэнтропического
напора принимаем
.
п.3. Для малорасходных колес задаем
средние значения
и
,
которые определяют форму меридионального
сечения.
п.6. Предельное значение
окружной скорости на периферии колеса
-
определяется прочностью материала
диска и допускается для стальных колёс
до 500 м/с.
п.7. Проверка критерия устойчивости потока в колесе: . Поскольку отношение составляет 0,325, то обеспечивается отсутствие опрокидывания потока у рабочей стороны лопатки, возникновения отрыва потока у нерабочей стороны лопатки и избежания чрезмерных потерь энергии при значительном возрастании абсолютной скорости.
п.9. Правильность выбора
и
проверяем по величине угла
на
периферии входа потока в рабочее колесо
в относительном движении. Угол
,
что удовлетворяет проверке.
п.10. В первом приближении принимаем
отсутствие предварительной закрутки
(
).
п.12. Величину показателя политропы в
процессе расширения газа во входном
устройстве выбираем в пределах
,
т.е.
п.15. Конструктивно полученная площадь входа в колесо F1 оформляем в виде кольца.
п.16. Коэффициент мощности (коэффициент
уменьшения циркуляции)
.
Принимаем
п.17. Величина коэффициента потерь на
трение и вентиляцию находится в пределах
.
принимаем
п.20. Показатель политропы сжатия в
колесе выбирается в пределах
.
Принимаем
.
п.23. При определении наружного диаметра
рабочего колеса принимаем
при G<20 кг/с для колес с
односторонним всасыванием.
п.29. Относительная ширина лопатки на
выходе составляет
и удовлетворяет ограничению
.
п.30. Скорость выхода потока из компрессора принимаем =100 м/с .
п.38. Средний показатель политропы в
диффузорах
равен вычисленному ранее показателю
и составляет 1,9 и что находится в
допускаемых пределах
.
п.39. Скорость выхода потока из лопаточного
диффузора лежит в пределах
.
Выбираем в зависимости от ранее выбранной
скорости выхода газа из компрессора:
,
м/с.
п.42. В составе компрессора отсутствует
лопаточный диффузор угол входа потока
значительно меньше и численный коэффициент
при
в формуле для
следует
выбирать порядка 0,3. Радиальный габарит
при этом, естественно, увеличится, и
если
получается неприемлемо большим,
необходимо вернуться к вопросу об
использовании в компрессоре лопаточного
диффузора.
Заключение
По заданным параметрам массовой производительности и степени повышения давления произведен предварительный газодинамический расчет центробежного компрессора.
По этим данным для одного (спецификационного) режима определены:
осредненные скорости;
параметры среды в сечениях;
основные габаритные размеры.
Построены треугольники скоростей на периферии входа в рабочее колесо и на выходе из рабочего колеса, а также выполнен эскиз компоновки проточной части без детального профилирования ее элементов.
Анализ предварительного расчета и эскизной компоновки центробежного компрессора показал возможность проведения дальнейшего проектирования.