Примечание.

Некоторые пояснения к поузловому расчету двухконтурного ТРДД по среднему диаметру.

1. Подробно алгоритм расчета многоступенчатого компрессора изложен в учебном пособии:

В.М.Задябин, А.А.Митрофанов, В.Т.Митрохин. "Расчет на ЭВМ осевого многоступенчатого

компрессора по среднему диаметру и высоте лопатки".

2. Подробно алгоритм расчета многоступенчатой турбины изложен в учебном пособии:

Н.Н.Быков, О.Н.Емин, Д.С. Ковнер. "Выбор параметров и расчет авиационных газовых турбин

на ЭВМ в режиме диалога".

3. Для всех узлов: исходные данные задаются только на голубых полях.

4. При открытии данного файла появляется окно с запросом: отключать ли встроенные

макросы? Отвечать на запрос - нет.

Лист 1 - расчет вентилятора.

Из расчетов по согласованию параметров компрессоров и турбин имеются следующие

данные, которые вводятся как исходные:

P*в, T*в - параметры на входе в двигатель, Gв - расход воздуха на входе в двигатель,

K_G - коэффициент неравномерности потока на входе, Gk - коэффициент производительности

компрессора, m - степень двухконтурности, n - об/мин ротора,  _наI, d₁=Dвт/Dк -

втулочное отношение на входе в вентилятор. Этот параметр не должен превышать величины

sqrt(1-Gk). В дальнейшем его можно несколько изменить для получения более гладкой

проточной части. Для вентилятора он равен приблизительно 0,3…0,4.

Работа вентилятора Lв=Срв * Т*в * (*в^(к-1)/к-1)/*_в должна быть предварительно распределена

по ступеням вентилятора (работа первых и последних ступеней должна быть чуть ниже,

чем средних). Количество ступеней в первом приближении определяется: Lв/(Uв²*Нт),

где Нт - средний теоретический напор одной ступени = 0,3, Uв - окружная скорость на

периферии первой ступени вентилятора . При выборе закона профилирования ,

отличного от Dв - const, число ступеней может быть увеличено (так, чтобы теоретический

напор на среднем диаметре любой ступени не превышал значения 0,4 - см. столбец AA).

Правильность распределения работы проверяйте соответствием содержимого

ячейки D5 значению Lв.

Распределение КПД по ступеням носит тот же характер, что и работ. КПД каждой ступени

должен быть несколько выше , чем КПД вентилятора, за исключением сверхзвуковых,

где КПД =0,86 и ниже.

Правильность распределения КПД проверяйте соответствием содержимого

ячейки G5 значению *в.

Для дозвуковых ступеней задавать _к=0,5, для сверхзвуковых (Uв>360м/с) - 0,7-0,75.

Этот параметр влияет на густоту решетки (для уменьшения густоты возможно увеличить

степень реактивности до 0,7 и для дозвуковых ступеней).

Распределение осевых скоростей задается из следующих соображений:

на выходе из вентилятора Са не должно превышать значений 120- 160 м/с. В первых ступенях

Са могут доходить до 200 м/с, но уменьшение в одной ступени не должно превышать 15 м/с.

Варьированием этого параметра можно несколько подправить форму проточной части.

Потери на трение и в радиальном зазоре задавать около 0,99…0,98. (см. учебное пособие)

Удлинение лопаток зависит от отношения Dвср/h. h/b=6…5 при Dвср/h=1,5...2,5 и

3…2 при 3…5. Осевые длины венцов приняты из расчета (b/t)*t*sin(₁)*1,2 ,

где 20% -осевой зазор.

Проверьте получившиеся густоты лопаток -они должны находиться в пределах 0,6…1,0

для дозвуковых ступеней и 1,0…1,6 для сверхзвуковых.

На форму проточной части влияют закон профилирования, распределение осевых скоростей,

распределение работ по ступеням и распределение степени реактивности.

К сожалению, при другом числе ступеней вентилятора (и всех других узлов) по сравнению

с образцом, диаграммы потребуют коррекции исходных данных (см. вкладку "Ряды

исходных данных").

Лист 2- расчет компрессора.

Практически все вышесказанное для вентилятора применимо и к расчету компрессора.

Остановимся лишь на некоторых аспектах, характерных для компрессора высокого давления.

Параметры на входе в КВД - P*вк, T*вк (за вентилятором), Gк - расход через КВД.

Втулочное отношение для КВД может лежать в диапазоне 0,5…0,8.

Работа компрессора Lк=Срв * Т*вк * (*к^(к-1)/к-1)/*к , где Срв=1005 - теплоемкость воздуха

в системе СИ, Т*вк - температура на входе в КВД в К, *к - степень повышения давления

в КВД.

Проверьте высоту лопатки на выходе из КВД. Она не должна быть меньше 15..20 мм.

(см. столбец BJ). Увеличить ее можно уменьшив Са на выходе или изменив форму

проточной части так, чтобы Dк уменьшился.

Выбор формы проточной части вентилятора и КВД должен производиться при стремлении

обеспечить гладкий переход между каскадами компрессоров.

Лист 3- расчет турбины компрессора.

Работа турбины компрессора связана с работой компрессора зависимостью:

L_тк=L_к*(1-_отб)*(1+q_т)/*_тк/_мех. (Если при согласовании параметров компрессора и

турбины пользовались программами PR5 и PR6, то работы турбин можно взять из

распечатки согласованного варианта PR6.)

hса/s можно приближенно выбирать, используя зависимость hса/s=12,8571/(Dтср/h-1,14286)

hрк/s можно приближенно выбирать, используя зависимость hрк/s =20/(Dтср/h-0,66666)

Отношения С2а/С1а лежат в пределах 0,9…1,15. Этот параметр влияет на форму

проточной части.

_тср увеличивается от первой ступени к последней от 0,2…0,25 до 0,35…0,4 и выше.

_{тs корн} не должно быть отрицательным. В противном случае увеличьте _тср.

₁ задается в пределах 12…30^0. Эта величина влияет на форму проточной части, запас

прочности и на_{тs корн}.

Параметры с индексами i-1 задаются только для первой ступени: у турбины компрессора

их выбирают,например так:D_тсрi-1=D_тсрi, _2i-1=90⁰, h_2i-1<=h_1i, для турбины вентилятора:

D_твсрi-1=D_тксрz, _2i-1=_2zтк, h_2i-1=h_2zтк.

Рабочее колесо всегда рассчитывается при Dтср=const. Изменить форму проточной части

можно только за счет сопловых аппаратов (меняя при этом Dтср следующей ступени).

Проверьте следующие моменты:

угол раскрытия меридианального сечения не должен превышать 20⁰,

запас прочности не должен быть меньше 1,8,

при отношении Dтср/h<4 не удастся добиться тs корн>0,

Lu - параметр нагруженности турбины не должен превышать значения 2…2,1

(см. столбец U).

Лист 4- расчет турбины вентилятора.

Практически все вышесказанное для турбины компрессора применимо и к расчету

турбины вентлятора. Остановимся лишь на некоторых аспектах.

Работа турбины вентилятора связана с работой вентилятора зависимостью:

L_тв=(1+m)*L_в*(1-_отб)*(1+q_т)*(1+_охлтк)/*_тв/_мех.

(Если при согласовании параметров компрессора и турбины пользовались программами

PR5 и PR6, то работы турбин можно взять из турбины пользовались программами PR5

и PR6, то работы турбин можно взять из распечатки согласованного варианта PR6.)

Проверьте следующие моменты:

угол раскрытия меридианального сечения не должен превышать 20⁰,

запас прочности не должен быть меньше 1,8,

при отношении Dтср/h<4 не удастся добиться тs корн>0,

Lu - параметр нагруженности турбины не должен превышать значения 2…2,1

(см. столбец U),

т на выходе из турбины <=0,5,₂>=85⁰.

Некоторые пояснения к поузловому расчету трехвального ТРДД

по среднему диаметру.

1. Подробно алгоритм расчета многоступенчатого компрессора изложен в учебном пособии:

В.М.Задябин, А.А.Митрофанов, В.Т.Митрохин. "Расчет на ЭВМ осевого многоступенчатого

компрессора по среднему диаметру и высоте лопатки".

2. Подробно алгоритм расчета многоступенчатой турбины изложен в учебном пособии:

Н.Н.Быков, О.Н.Емин, Д.С. Ковнер. "Выбор параметров и расчет авиационных газовых турбин

на ЭВМ в режиме диалога".

3. Для всех узлов: исходные данные задаются только на голубых и сиреневых полях.

4. При открытии данного файла появляется окно с запросом: отключать ли встроенные

макросы? Отвечать на запрос - нет. (Если нет запроса и есть в некоторых полях сообщения

об ошибке, проверить в СЕРВИС-МАКРОС-БЕЗОПАСНОСТЬ верхнего меню установки - должно

быть указано "безопасность средняя".)

Лист 1 - расчет вентилятора.

Из расчетов по согласованию параметров компрессоров и турбин имеются следующие

данные, которые вводятся как исходные:

P*в, T*в - параметры на входе в двигатель, Gв - расход воздуха на входе в двигатель,

K_G - коэффициент неравномерности потока на входе, Gk - коэффициент производительности

компрессора, m - степень двухконтурности, n - об/мин ротора,  _наI, d₁=Dвт/Dк -

втулочное отношение на входе в вентилятор. Этот параметр не должен превышать величины

sqrt(1-Gk). В дальнейшем его можно несколько изменить для получения более гладкой

проточной части. Для вентилятора он равен приблизительно 0,3…0,4.

Работа вентилятора Lв=Срв * Т*в * (*в^(к-1)/к-1)/*_в должна быть предварительно распределена

по ступеням вентилятора (работа первых и последних ступеней должна быть чуть ниже,

чем средних). Количество ступеней в первом приближении определяется: Lв/(Uв²*Нт),

где Нт - средний теоретический напор одной ступени = 0,3, Uв - окружная скорость на

периферии первой ступени вентилятора . При выборе закона профилирования ,

отличного от Dв - const, число ступеней может быть увеличено (так, чтобы теоретический

напор на среднем диаметре любой ступени не превышал значения 0,4 - см. столбец AA).

Правильность распределения работы проверяйте соответствием содержимого

ячейки D5 значению Lв.

Распределение КПД по ступеням носит тот же характер, что и работ. КПД каждой ступени

должен быть несколько выше , чем КПД вентилятора, за исключением сверхзвуковых,

где КПД =0,86 и ниже.

Правильность распределения КПД проверяйте соответствием содержимого

ячейки G5 значению *в.

Для дозвуковых ступеней задавать _к=0,5, для сверхзвуковых (Uв>360м/с) - 0,7-0,75.

Этот параметр влияет на густоту решетки (для уменьшения густоты возможно увеличить

степень реактивности до 0,7 и для дозвуковых ступеней).

Распределение осевых скоростей задается из следующих соображений:

на выходе из вентилятора Са не должно превышать значений 120- 160 м/с. В первых ступенях

Са могут доходить до 200 м/с, но уменьшение в одной ступени не должно превышать 15 м/с.

Варьированием этого параметра можно несколько подправить форму проточной части.

Потери на трение и в радиальном зазоре задавать около 0,99…0,98. (см. учебное пособие)

Удлинение лопаток зависит от отношения Dвср/h. h/b=6…5 при Dвср/h=1,5...2,5 и

3…2 при 3…5. Осевые длины венцов приняты из расчета (b/t)*t*sin(₁)*1,2 ,

где 20% -осевой зазор.

Проверьте получившиеся густоты лопаток -они должны находиться в пределах 0,6…1,0

для дозвуковых ступеней и 1,0…1,6 для сверхзвуковых.

На форму проточной части влияют закон профилирования, распределение осевых скоростей,

распределение работ по ступеням и распределение степени реактивности.

К сожалению, при другом числе ступеней вентилятора (и всех других узлов) по сравнению

с образцом, диаграммы потребуют коррекции исходных данных (см. вкладку "Ряды

исходных данных").

Лист 2 и 3 - расчеты КСД и КВД.

Практически все вышесказанное для вентилятора применимо и к расчету компрессора.

Остановимся лишь на некоторых аспектах, характерных для компрессора.

Параметры на входе в КСД - P*в, T*в (за вентилятором), параметры на входе в КВД - P*вк, T*вк

(за КСД), Gк - расход через КВД и КСД.

Втулочное отношение для КВД и КСД может лежать в диапазоне 0,5…0,8.

Работа КСД Lк=Срв * Т*в * (*ксд^(к-1)/к-1)/*ксд

Работа КВД Lк=Срв * Т*вк * (*квд^(к-1)/к-1)/*квд , где Срв=1005 - теплоемкость воздуха

в системе СИ, Т*вк - температура на входе в КВД в К, *к - степень повышения давления

в КВД.

Проверьте высоту лопатки на выходе из КВД. Она не должна быть меньше 15..20 мм.

(см. столбец BJ). Увеличить ее можно уменьшив Са на выходе или изменив форму

проточной части так, чтобы Dк уменьшился.

Выбор формы проточной части вентилятора и КВД должен производиться при стремлении

обеспечить гладкий переход между каскадами компрессоров.

Лист 4 и 5 - расчеты турбин КВД и КСД.

Работа турбины компрессора связана с работой компрессора зависимостью:

L_тк=L_к*(1-_отб)*(1+q_т)/*_тк/_мех. (Если при согласовании параметров компрессора и

турбины пользовались программами PR5 и PR6, то работы турбин можно взять из

распечатки согласованного варианта PR6.)

hса/s можно приближенно выбирать, используя зависимость hса/s=12,8571/(Dтср/h-1,14286)

hрк/s можно приближенно выбирать, используя зависимость hрк/s =20/(Dтср/h-0,66666)

Отношения С2а/С1а лежат в пределах 0,9…1,15. Этот параметр влияет на форму

проточной части.

_тср увеличивается от первой ступени к последней от 0,2…0,25 до 0,35…0,4 и выше.

_{тs корн} не должно быть отрицательным. В противном случае увеличьте _тср.

₁ задается в пределах 12…30^0. Эта величина влияет на форму проточной части, запас

прочности и на_{тs корн}.

Параметры с индексами i-1 задаются только для первой ступени: у турбины компрессора

их выбирают,например так:D_тсрi-1=D_тсрi, _2i-1=90⁰, h_2i-1<=h_1i, для турбины вентилятора:

D_твсрi-1=D_тксрz, _2i-1=_2zтк, h_2i-1=h_2zтк.

Рабочее колесо всегда рассчитывается при Dтср=const. Изменить форму проточной части

можно только за счет сопловых аппаратов (меняя при этом Dтср следующей ступени).

Проверьте следующие моменты:

угол раскрытия меридианального сечения не должен превышать 20⁰,

запас прочности не должен быть меньше 1,8,

Lu - параметр нагруженности турбины не должен превышать значения 2…2,1

(см. столбец U).

Лист 6- расчет турбины вентилятора.

Практически все вышесказанное для турбины компрессора применимо и к расчету

турбины вентлятора. Остановимся лишь на некоторых аспектах.

Работа турбины вентилятора связана с работой вентилятора зависимостью:

L_тв=(1+m)*L_в*(1-_отб)*(1+q_т)*(1+_охлтк)/*_тв/_мех.

(Если при согласовании параметров компрессора и турбины пользовались программами

PR5 и PR6, то работы турбин можно взять из турбины пользовались программами PR5

и PR6, то работы турбин можно взять из распечатки согласованного варианта PR6.)

Проверьте следующие моменты:

угол раскрытия меридианального сечения не должен превышать 20⁰,

запас прочности не должен быть меньше 1,8,

при отношении Dтср/h<4 не удастся добиться тs корн>0 ( можно увеличить диаметр

ступеней, чем повлиять на параметр загруженности турбины и тем самым облегчить

решение проблемы)

Lu - параметр нагруженности турбины не должен превышать значения 2…2,1

(см. столбец U),

т на выходе из турбины <=0,5,₂>=85⁰.

Некоторые пояснения к поузловому расчету ТРДД с подпорными ступенями по среднему диаметру.

1. Подробно алгоритм расчета многоступенчатого компрессора изложен в учебном пособии:

В.М.Задябин, А.А.Митрофанов, В.Т.Митрохин. "Расчет на ЭВМ осевого многоступенчатого

компрессора по среднему диаметру и высоте лопатки".

2. Подробно алгоритм расчета многоступенчатой турбины изложен в учебном пособии:

Н.Н.Быков, О.Н.Емин, Д.С. Ковнер. "Выбор параметров и расчет авиационных газовых турбин

на ЭВМ в режиме диалога".

3. Для всех узлов: исходные данные задаются только на голубых и сиреневых полях.

4. При открытии данного файла появляется окно с запросом: отключать ли встроенные

макросы? Отвечать на запрос - нет. (Если нет запроса и есть в некоторых полях сообщения

об ошибке, проверить в СЕРВИС-МАКРОС-БЕЗОПАСНОСТЬ верхнего меню установки - должно быть указано "безопасность средняя".)

Лист 1 - расчет вентилятора.

Из расчетов по согласованию параметров компрессоров и турбин имеются следующие

данные, которые вводятся как исходные:

P*в, T*в - параметры на входе в двигатель, Gв - расход воздуха на входе в двигатель,

K_G - коэффициент неравномерности потока на входе, Gk - коэффициент производительности

компрессора, m - степень двухконтурности, n - об/мин ротора,  _наI, d₁=Dвт/Dк -

втулочное отношение на входе в вентилятор. Этот параметр не должен превышать величины

sqrt(1-Gk). В дальнейшем его можно несколько изменить для получения более гладкой

проточной части. Для вентилятора он равен приблизительно 0,3…0,4.

Работа вентилятора Lв=Срв * Т*в * (*в^(к-1)/к-1)/*_в должна быть предварительно распределена

по ступеням вентилятора (работа первых и последних ступеней должна быть чуть ниже,

чем средних). Количество ступеней в первом приближении определяется: Lв/(Uв²*Нт),

где Нт - средний теоретический напор одной ступени = 0,3, Uв - окружная скорость на

периферии первой ступени вентилятора . При выборе закона профилирования ,

отличного от Dв - const, число ступеней может быть увеличено (так, чтобы теоретический

напор на среднем диаметре любой ступени не превышал значения 0,4 - см. столбец AA).

Правильность распределения работы проверяйте соответствием содержимого

ячейки D5 значению Lв.

Распределение КПД по ступеням носит тот же характер, что и работ. КПД каждой ступени

должен быть несколько выше , чем КПД вентилятора, за исключением сверхзвуковых,

где КПД =0,86 и ниже.

Правильность распределения КПД проверяйте соответствием содержимого

ячейки G5 значению *в.

Для дозвуковых ступеней задавать _к=0,5, для сверхзвуковых (Uв>360м/с) - 0,7-0,75.

Этот параметр влияет на густоту решетки (для уменьшения густоты возможно увеличить

степень реактивности до 0,7 и для дозвуковых ступеней).

Распределение осевых скоростей задается из следующих соображений:

на выходе из вентилятора Са не должно превышать значений 120- 160 м/с. В первых ступенях

Са могут доходить до 200 м/с, но уменьшение в одной ступени не должно превышать 15 м/с.

Варьированием этого параметра можно несколько подправить форму проточной части.

Потери на трение и в радиальном зазоре задавать около 0,99…0,98. (см. учебное пособие)

Удлинение лопаток зависит от отношения Dвср/h. h/b=6…5 при Dвср/h=1,5...2,5 и

3…2 при 3…5. Осевые длины венцов приняты из расчета (b/t)*t*sin(₁)*1,2 ,

где 20% -осевой зазор.

Проверьте получившиеся густоты лопаток -они должны находиться в пределах 0,6…1,0

для дозвуковых ступеней и 1,0…1,6 для сверхзвуковых.

На форму проточной части влияют закон профилирования, распределение осевых скоростей,

распределение работ по ступеням и распределение степени реактивности.

К сожалению, при другом числе ступеней вентилятора (и всех других узлов) по сравнению

с образцом, диаграммы потребуют коррекции исходных данных (см. вкладку "Ряды

исходных данных").

Лист 2 и 3 - расчеты КСД и КВД.

Практически все вышесказанное для вентилятора применимо и к расчету компрессора.

Остановимся лишь на некоторых аспектах, характерных для компрессора.

Параметры на входе в КСД - P*в, T*в (за вентилятором), параметры на входе в КВД - P*вк, T*вк

(за КСД), Gк - расход через КВД и КСД.

Втулочное отношение для КВД и КСД может лежать в диапазоне 0,5…0,8.

Работа КСД Lк=Срв * Т*в * (*ксд^(к-1)/к-1)/*ксд

Работа КВД Lк=Срв * Т*вк * (*квд^(к-1)/к-1)/*квд , где Срв=1005 - теплоемкость воздуха

в системе СИ, Т*вк - температура на входе в КВД в К, *к - степень повышения давления

в КВД.

Проверьте высоту лопатки на выходе из КВД. Она не должна быть меньше 15..20 мм.

(см. столбец BJ). Увеличить ее можно уменьшив Са на выходе или изменив форму

проточной части так, чтобы Dк уменьшился.

Выбор формы проточной части вентилятора и КВД должен производиться при стремлении

обеспечить гладкий переход между каскадами компрессоров.

Лист 4 - расчет турбины КВД

Работа турбины компрессора связана с работой компрессора зависимостью:

L_тк=L_к*(1-_отб)*(1+q_т)/*_тк/_мех. (Если при согласовании параметров компрессора и

турбины пользовались программами PR5 и PR6, то работы турбин можно взять из

распечатки согласованного варианта PR6.)

hса/s можно приближенно выбирать, используя зависимость hса/s=12,8571/(Dтср/h-1,14286)

hрк/s можно приближенно выбирать, используя зависимость hрк/s =20/(Dтср/h-0,66666)

Отношения С2а/С1а лежат в пределах 0,9…1,15. Этот параметр влияет на форму

проточной части.

_тср увеличивается от первой ступени к последней от 0,2…0,25 до 0,35…0,4 и выше.

_{тs корн} не должно быть отрицательным. В противном случае увеличьте _тср.

₁ задается в пределах 12…30^0. Эта величина влияет на форму проточной части, запас

прочности и на_{тs корн}.

Параметры с индексами i-1 задаются только для первой ступени: у турбины компрессора

их выбирают,например так:D_тсрi-1=D_тсрi, _2i-1=90⁰, h_2i-1<=h_1i, для турбины вентилятора:

D_твсрi-1=D_тксрz, _2i-1=_2zтк, h_2i-1=h_2zтк.

Рабочее колесо всегда рассчитывается при Dтср=const. Изменить форму проточной части

можно только за счет сопловых аппаратов (меняя при этом Dтср следующей ступени).

Проверьте следующие моменты:

угол раскрытия меридианального сечения не должен превышать 20⁰,

запас прочности не должен быть меньше 1,8,

Lu - параметр нагруженности турбины не должен превышать значения 2…2,1

(см. столбец U).

Лист 5- расчет турбины вентилятора.

Практически все вышесказанное для турбины компрессора применимо и к расчету

турбины вентлятора. Остановимся лишь на некоторых аспектах.

Работа турбины вентилятора связана с работой вентилятора зависимостью:

L_тв=((1+m)*L_в+Lпс)/(1+qт)/*_тв/_мех.

(Если при согласовании параметров компрессора и турбины пользовались программами

PR5 и PR6,

то работы турбин можно взять из распечатки согласованного варианта PR6.)

Проверьте следующие моменты:

угол раскрытия меридианального сечения не должен превышать 20⁰,

запас прочности не должен быть меньше 1,8,

при отношении Dтср/h<4 не удастся добиться тs корн>0 ( можно увеличить диаметр

ступеней, чем повлиять на параметр загруженности турбины и тем самым облегчить

решение проблемы)

Lu - параметр нагруженности турбины не должен превышать значения 2…2,1

(см. столбец U),

т на выходе из турбины <=0,5,₂>=85⁰.