Практична робота №3 визначення геометричних розмірів дифузорів
Геометричні розміри дифузорів
За узгодженням з керівником можна вибрати компресор з безлопатковим дифузором.
При
використанні безлопаткового дифузора
.
У компресорах з лопатковим дифузором
діаметр безлопаткової частини дифузора
.
Зовнішній діаметр лопаткової частини
дифузора
.
Ширина безлопаткової частини дифузора
.
Ширина лопаткового дифузора
.
Абсолютна швидкість на виході з безлопаткового дифузора в першому наближенні без урахування щільності
,
м/с
Показник політропи стиснення
де
- ККД безлопаткового дифузора,
.
Температура на виході з безлопаткової частини дифузора
,
0К
Тиск на виході їх без частини лопатки дифузора
,
МПа
Щільність повітря
,
кг/м3
Уточнене значення швидкості на виході з безлопаткового дифузора
,
м/с
Відсоток
помилки не повинен бути більше 5%, інакше
с п. 3.1.42. необхідно провести перерахунок
параметрів із значенням швидкості
.
Кут лопатки дифузора на виході
,
де
i3 -
кут атаки,
.
Кут лопатки дифузора на виході
,
де
- кут вигину профілю лопатки,
.
Кількість лопаток дифузора
,шт
Швидкість на виході з частини лопатки дифузора в першому наближенні
,
м/с,
де
-
коефіцієнт захаращування на вході і
виході з дифузора
.
Показатели политропы сжатия
,
де
-
ККД лопаточного дифузора,
.
Температура на виході дифузора в першому наближенні
,
0К
Тиск на виході
,
МПа
Щільність на виході
,
кг/м3
Швидкість на виході з дифузора
м/с.
Визначається
% помилки
,
якщо відсоток помилки більше 5% необхідно
розрахунок, повторити с п. 3.1.50. із
значенням швидкості
.
Швидкість на виході з равлика
Показник політропи стиснення
де
-
ККД равлика
Температура на выходе
,
0К
Давление на выходе
,
МПа
Якщо набутого значення Pк менше потрібного, розрахунку необхідно уточнити до виконання умови.
Щільність повітря
,
кг/м3
Площа перетину виходу з равлика
м2
Дійсний ступінь підвищення тиску в компресорі
Дійсна адіабатна робота стиснення
кДж/кг
3Напірний ккд
- на початку розрахунку був прийнятий. Якщо помилка більше 10%, необхідно провести розрахунок компресора з новим значенням або змінити величину втрат в елементах компресора.
Адіабатний ККД компресора
Значення
повинне бути не менше 0,70. Якщо умова по
ККД не виконуються, необхідно повторити
розрахунок компресора, зменьшив втрати
в проточній частині.
Потужність, що витрачається на привід компресора
кВт
Практична робота №4 розрахунок турбіни
Геометричні розміри турбіни
Для
осерадиальных турбін
діаметр колеса турбіни
мм.
Для осьової турбіни
мм.
Вхідний діаметр соплового апарату
мм.
Вихідний діаметр соплового апарату
мм.
Втулковий діаметр колеса
мм.
Зовнішній діаметр колеса турбіни на
виході
мм.
Кут виходу потоку з соплового апарату
.
Необхідна адіабатна робота турбіни
кДж/кг,
де
-
ККД турбіни
Явище газу перед турбіни
,
МПа
де
-
тиск за турбіною
Для
забезпечення продування необхідно, щоб
.
Вибираємо
ступені реактивності робочого колеса
,
для доцентрових турбін
.
Для осьових турбін
.
Швидкість газу на виході з соплового апарату
,
м/с,
де
- швидкісний коефіцієнт, що враховує
втрати в сопловому апараті,
.
Тиск газу на вході в колесо
,
МПа
Основні геометричні розміри турбіни показано на рисунку 4.1.
|
Рисунок 4.1 - Ескіз проточної частини турбіни а – осьова турбіна; б – радіально осьова турбіна |
Температура газу на вході в колесо
,
0К.
Число Маха на виході соплового апарату
Число Маха повинне бути менше одиниці.
Щільність газу на виході з соплового апарату
,
кг/м3.
Адіабатна швидкість витікання
,
м/с.
Визначаємо
відношення
.
Оптимальне значення
,при
відхиленні від даних значень, необхідно
перейти на інший типоразмер
турбокомпресора.
Радіальна складова абсолютної швидкості перед робочим колсом
,
м/с
Окружна складова абсолютної швидкості
,
м/с
Окружна швидкість робочого колеса
,
м/с
Висота лопаток на вході в колесо (ширина проточної частини)
,
м
Зазвичай
Кут виходу потоку з соплового апарату
Значення
кута, що допускаються
,
інакше необхідно змінити кут .
Крок лопаток на виході з соплового апарату
,
мм,
де
-
кількість соплових лопаток,
.
Ширина горловинних соплових лопаток
,
мм
Для осьових турбін висота лопаток
,мм
ширина соплового апарату
,
де
-
коефіцієнт навантаження,
=
,
-
крок лопаток,
окружна швидкість на середньому діаметрі
,м/c
де
Кут виходу потоку з соплового апарату
Відносна швидкість газу на вході в колесо
,
м/с
Адіабатична робота розширення газу в робочому колесі
,
кДж/кг
Відносна швидкість на виході з робочого колеса
,
м/с
де
-
коефіцієнт швидкості, що враховує втрати
в робочому колесі,
,
м
Окружна швидкість на середньому діаметрі
Для
осевых турбин
,
так как
и
Температура газу на виході з робочого колеса
,
0К
Температура газу на виході з робочого колеса
,
0К
Визначаємо число Маха у відносному русі
Величина
повинна бути менше 0,85.
Щільність газу на виході з колеса
,
кг/м3
Площа перетину на виході з робочого колеса
,
м2
Для
осьових турбін
,
висота лопатки робочого колеса
Кут виходу потоку з робочого колеса у відносному русі
Витік газу по радіальному зазору
,
кг/с,
де
-
висота лопатки на виході з колеса,
,
м;
-
радіальний зазор,
,
мм.
Для осьових турбін
,
кг/с,
Уточнена величина кута виходу потоку
Величина
кута
повинна лежати в межах
.
Окружна і осьова складові абсолютної швидкості на виході з робочого колеса
,
м/с,
,
м/с
Визначаємо
відношення
.
Величина
повинна знаходитися в межах
,
для осьових турбін
.
Інакше необхідно змінити ступінь
реактивності колеса
або середній діаметр на виході
.
Абсолютна швидкість на виході
, м/с
Кут виходу потоку в абсолютному русі
Величина
кута
повинна лежати в межах
Крок лопаток на виході з робочого колеса на середньому діаметрі
,
м
де
-
число робочих лопаток
Для
осьових турбін
Ширина каналу у вузькій частині
,м
Для осьових турбін ширина робочих грат
,м
де
-
коефіцієнт навантаження,
Робота газу на колі колеса
,
Дж/кг
Окружний ККД турбіни
Втрати в сопловому апараті
,
Дж/кг
Втрати в робочому колесі
Дж/кг
Втрати з вихідною швидкістю
,
Дж/кг
Адіабатний ККД турбіни
Втрати енергії від витоків газу
,Дж/кг
Потужність тертя диска і вентиляції
,кВт
де
- коефіцієнт
кг/м3
Для
осьових турбін
Втрати на тертя і вентиляцію
,
Дж/кг
Внутрішній ККД турбіни
Ефективний ККД турбіни
,
де
-
механічний ККД турбіни,
Перевіряємо % помилки, на початку розрахунку був прийнятий.
Якщо % помилки перевищує 10%, необхідно провести перерахунок параметрів турбіни з набутого значення ККД турбіни.
Потужність на валу турбіни
,
кВт