- •Пояснительная записка
- •1.Техническое задание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
- •2. Расчетная часть . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 12
- •2.7.2. Определение выходных углов лопаток рабочего колеса и лопаточного диф-
- •1. Техническое задание
- •1. Введение. Актуальность. Компрессор в контексте гелиевой одноконтурной аэс.
- •Особенности, принцип действия и устройство системы гт-мгр.
- •2. Расчетная часть
- •2.0. Сравнение работы изоэнтропийного адиабатического сжатия для воздуха и для гелия.
- •2.1. Газодинамический расчет варианта проточной части одновального трехступенчатого компрессора
- •2.2. Расчет вариантов проточной части компрессора на эвм. Обоснование выбора оптимального варианта
- •Результаты вариантного расчета
- •2.2.1. Одноступенчатые машины
- •2.2.2. Двухступенчатые машины.
- •2.2.3. Трехступенчатые машины.
- •2.2.4. Четырехступенчатые машины.
- •2.3. Оптимизационный расчет ступеней компрессора на эвм
- •2.3.1. Результаты оптимизационного расчета
- •2.6. Расчет кпд одной ступени компрессора
- •2.4.1. Расчет осерадиального колеса
- •2.4.2. Расчет лопаточного диффузора.
- •2.4.3. Расчет безлопаточного участка лопаточного диффузора.
- •2.4.4. Расчет поворотного колена и параметров обратного направляющего аппарата.
- •2.5. Расчет камер компрессора.
- •2.5.1. Расчет всасывающего патрубка.
- •6.2. Расчет выходного устройства.
- •2.6. Расчет полных и статических параметров потока на входе и выходе элементов ступени компрессора.
- •2.6.1. Расчет полных и статических параметров потока первой ступени.
- •2.6.2. Расчет полных и статических параметров потока второй ступени.
- •2.6.3. Расчет полных и статических параметров потока третьей ступени
- •2.7. Профилирование лопаточных аппаратов первой ступени.
- •2.7.1. Определение входных углов лопаток рабочего колеса и лопаточного диффузора.
- •2.7.2. Определение выходных углов лопаток рабочего колеса и лопаточного диффузора.
- •2.7.3. Определение формы лопаток рк.
- •2.7.4. Определение формы лопаток диффузора.
- •2.7.5. Профилирование лопатки обратно-направляющего аппарата.
- •2.8. Расчет сечений патрубков компрессора
- •2.9. Определение ширины концевых и промежуточных уплотнений и внешних утечек газа.
- •2.9.1. Расчет промежуточного уплотнения первой ступени. Величина критического давления
- •2.9.2. Расчет концевого уплотнения второй ступени.
- •2.13.3. Определение размеров думмиса и расчет уплотнения третьей ступени.
- •2.10. Расчет критической частоты вращения ротора на эвм
- •2.10.2. Расчет вала на кручение
- •2.10.3. Расчет шпонок рабочих колес на смятие.
- •2.11. Расчет осевого усилия, действующего на роторы компрессора.
- •2.11.1. Расчет осевого усилия, действующего на рк первой ступени.
- •2.11.2. Расчет осевого усилия, действующего на рк второй ступени.
- •2.11.3. Расчет осевого усилия, действующего на рк третьей ступени.
- •2.11.4. Расчет на смятие стопорного кольца, воспринимающего осевое усилие от рк первой и второй ступеней, и передающего это усилие на ротор.
- •2.12. Расчет подшипников на магнитном подвесе.
- •2.12.1. Общие сведения об амп, обоснование выбора конструкции.
- •2.12.2. Принцип действия амп
- •2.12.3 Достоинства и недостатки амп
- •2.12.4. Выбор радиальных активных магнитных подшипников
- •2.12.5. Расчет осевого подшипника.
- •2.12.6.Расчет страховочных подшипников
- •2.12.7. Расчет энергопотребления амп
- •2.13. Определение требуемой мощности компрессора.
- •3. Охрана труда.
- •3.1. Обеспечение безопасности эксплуатации компрессора.
- •3.2. Обеспечение безопасности при эксплуатации систем, находящихся под давлением.
- •3.2.1. Обеспечение герметичности корпуса.
- •3.3. Освещение.
- •3.4. Электробезопасность.
- •3.5. Вентиляция.
- •3.6. Вибрация.
- •3.8. Взрыво- и пожаробезопасность.
- •3.10. Регулирование
- •Список нормативной документации.
- •4. Технико-экономическое обоснование проекта. Концепция экономического обоснования разработки.
- •Экономическое обоснование разработки.
- •1.Расчёт затрат:
- •2.Оценка ежегодных эксплуатационных расходов
- •3.Результат внедрения проекта
- •5 Технология изготовления думмиса
- •6. Описание конструкции, материалов, порядка сборки и центровки компрессора.
- •Список литературы.
2.2.3. Трехступенчатые машины.
*** Variant # 12 ***
По сравнению с двухступенчатыми и одноступенчатыми вариантами, видим существенное снижение окружной скорости и увеличение условного коэффициента напора во всех ступенях.
Amount of rotors, nr=1
Amount of stages on rotor #1, nst=3
+---+------+------+------+------+----------+------+------+------+------+------+
| # | Type | F | Mu | PSIt | Reu | U2 | D2 | ETA | Tin | Tout |
+---+------+------+------+------+----------+------+------+------+------+------+
|Rotor # 1 n=60000. Dhb=0.25 |
| 1 |3D+VD |0.0301|0.5413|0.7500| 6.210E+06|558.61|0.1778|0.8286|308.00|354.94|
| 2 |3D+VD |0.0258|0.5043|0.7300| 7.230E+06|558.61|0.1778|0.8317|354.94|400.95|
| 3 |3D+VD |0.0226|0.4745|0.7100| 8.260E+06|558.61|0.1778|0.8341|400.95|446.03|
+---+------+------+------+------+----------+------+------+------+------+------+
Polytropic Efficiency, ETAp=0.831
Power consumption, Nc=280.85 kW
*** Variant # 13 ***
По сравнению с вариантом 12, уменьшили с 0,75 до 0,74 для первой ступени, и с 0,73 до 0,72 для второй. В третьей ступени оставили без изменений. Это привело к незначительному росту КПД на 0,001.
Amount of rotors, nr=1
Amount of stages on rotor #1, nst=3
+---+------+------+------+------+----------+------+------+------+------+------+
| # | Type | F | Mu | PSIt | Reu | U2 | D2 | ETA | Tin | Tout |
+---+------+------+------+------+----------+------+------+------+------+------+
|Rotor # 1 n=60000. Dhb=0.25 |
| 1 |3D+VD |0.0297|0.5434|0.7400| 6.260E+06|560.79|0.1785|0.8300|308.00|354.72|
| 2 |3D+VD |0.0255|0.5064|0.7200| 7.290E+06|560.79|0.1785|0.8331|354.72|400.50|
| 3 |3D+VD |0.0224|0.4766|0.7100| 8.320E+06|560.79|0.1785|0.8341|400.50|445.96|
+---+------+------+------+------+----------+------+------+------+------+------+
Polytropic Efficiency, ETAp=0.832
Power consumption, Nc=280.72 kW
*** Variant # 14 ***
По сравнению с вариантом 13, увеличили втулочное отношение с 0,25 до 0,26. Это привело к ничтожному увеличению на 0,1 мм.
Amount of rotors, nr=1
Amount of stages on rotor #1, nst=3
+---+------+------+------+------+----------+------+------+------+------+------+
| # | Type | F | Mu | PSIt | Reu | U2 | D2 | ETA | Tin | Tout |
+---+------+------+------+------+----------+------+------+------+------+------+
|Rotor # 1 n=60000. Dhb=0.26 |
| 1 |3D+VD |0.0297|0.5437|0.7400| 6.270E+06|561.08|0.1786|0.8293|308.00|354.77|
| 2 |3D+VD |0.0255|0.5066|0.7200| 7.300E+06|561.08|0.1786|0.8324|354.77|400.60|
| 3 |3D+VD |0.0223|0.4768|0.7100| 8.320E+06|561.08|0.1786|0.8333|400.60|446.10|
+---+------+------+------+------+----------+------+------+------+------+------+
Polytropic Efficiency, ETAp=0.832
Power consumption, Nc=281.01 kW
*** Variant # 15 ***
Этот вариант – наилучший среди посчитанных. Несмотря на меньший на 0,1% КПД по сравнению с соседними вариантами, он имеет наибольший условный коэффициент расхода во всех ступенях и наименьшую окружную скорость и .
Amount of rotors, nr=1
Amount of stages on rotor #1, nst=3
+---+------+------+------+------+----------+------+------+------+------+------+
| # | Type | F | Mu | PSIt | Reu | U2 | D2 | ETA | Tin | Tout |
+---+------+------+------+------+----------+------+------+------+------+------+
|Rotor # 1 n=60000. Dhb=0.25 |
| 1 |3D+VD |0.0306|0.5382|0.7500| 6.140E+06|555.36|0.1768|0.8288|308.00|354.36|
| 2 |3D+VD |0.0263|0.5018|0.7400| 7.140E+06|555.36|0.1768|0.8303|354.36|400.40|
| 3 |3D+VD |0.0231|0.4720|0.7300| 8.140E+06|555.36|0.1768|0.8312|400.40|446.12|
+---+------+------+------+------+----------+------+------+------+------+------+
Polytropic Efficiency, ETAp=0.830
Power consumption, Nc=281.03 kW
*** Variant # 16 ***
По сравнению с вариантом 15, уменьшены коэффициенты теоретического напора на 0,01 во второй и третьей ступени. Это привело к небольшому увеличению окружной скорости и к уменьшению условного коэффициента расхода во всех ступенях. В целом, этот вариант незначительно отличается от варианта 15.
Amount of rotors, nr=1
Amount of stages on rotor #1, nst=3
+---+------+------+------+------+----------+------+------+------+------+------+
| # | Type | F | Mu | PSIt | Reu | U2 | D2 | ETA | Tin | Tout |
+---+------+------+------+------+----------+------+------+------+------+------+
|Rotor # 1 n=60000. Dhb=0.25 |
| 1 |3D+VD |0.0302|0.5403|0.7500| 6.190E+06|557.51|0.1775|0.8287|308.00|354.74|
| 2 |3D+VD |0.0260|0.5034|0.7300| 7.200E+06|557.51|0.1775|0.8317|354.74|400.56|
| 3 |3D+VD |0.0228|0.4738|0.7200| 8.210E+06|557.51|0.1775|0.8327|400.56|446.05|
+---+------+------+------+------+----------+------+------+------+------+------+
Polytropic Efficiency, ETAp=0.831
Power consumption, Nc=280.9 kW
