Центробежный компрессор

Принцип действия центробежного компрессора в общем аналогичен принципу действия осевого компрессора, но с одним существенным различием: в центробежном компрессоре поток воздуха входит в рабочее колесо вдоль оси двигателя, а в рабочем колесе происходит поворот потока в радиальном направлении. Таким образом, в рабочем колесе за счёт центробежных сил создаётся дополнительный рост полного давления. Частицы рабочего тела получают дополнительный прирост внутренней энергии и энтальпии.

Рис. 10. Схематическое изображение центробежного реактивного рабочего колеса.

Рабочее колесо центробежного компрессора представляет собой диск или же сложное тело вращения, на котором установлены лопатки, расходящиеся от центра. Межлопаточный канал в центробежном рабочем колесе, так же, как и в осевом — диффузорный. После выхода из рабочего колеса рабочее тело попадают в диффузор, где происходит торможение потока, уменьшение кинетической энергии и рост статического давления.

Центробежные компрессоры дают возможность обеспечить большую степень повышения давления за счёт работы центробежных сил. Многократный поворот воздушного потока в многоступенчатом центробежном компрессоре приводит к увеличению гидравлических потерь и снижению КПД компрессора. Центробежные компрессоры как правило обладают увеличенным диаметром рабочего колеса. Многоступенчатые осевые компрессоры обеспечивают заданную степень сжатия, обладают меньшим диаметром, но имеют больший осевой размер по сравнению с центробежными компрессорами

Расчётное задание

Определить параметры воздуха за компрессором ГТУ, удельную работу сжатия и мощность, затрачиваемую на привод компрессора при следующих данных: температура и давление воздуха в окружающей среде Т_а1=240 + 2·n, К (Т_а2= Т_а1+10, К; Т_а3= Т_а1+20, К), где n – номер варианта, Р_а=0,1013 МПа; коэффициент давления во входном устройстве _вх=0,99; степень сжатия π_К=10,0; политропный КПД _ПК =0,91; расход воздуха G_в=60 кг/с. Построить график зависимости мощности затрачиваемой на привод компрессора от температуры окружающей среды.

Методика расчёта

1. Температура воздуха за входным устройством

Т₁^* = Та, К. (16)

2. Давление воздуха за входным устройством

P₁^* = Pa · σ_вх, МПа. (17)

3. По прил. 1. находим показатель адиабаты воздуха к при температуре Т₁^* и α = ∞.

4. Предварительное значение температуры воздуха за компрессором

. (18)

5. Средняя температура воздуха в процессе сжатия

Т_ср = (Т₁^* + Т₂^*)/2, К. (19)

6. По прил. 1. находим показатель адиабаты воздуха к при температуре

Т_ср и α = ∞.

7. Уточнённое значение температуры воздуха за компрессором

. (20)

8. Давление воздуха за компрессором

P₂^* = P₁^* · , МПа. (21)

9. По прил. 2 находим истинную массовую изобарную теплоёмкость воздуха С_р при температуре Т_ср и α = ∞.

10. Удельная работа сжатия воздуха в компрессоре

l_к = С_р · (Т₂^* - Т₁^*), кДж/кг. (22)

11. Мощность, затрачиваемая на привод компрессора

N_к = l_к · G_в, кВт. (23)

Отчётная таблица имеет вид:

Название искомой величины	Формула	Единица измерения	Значения
			Та1	Та2	Та3
1.
2.
…
11.

Контрольные вопросы:

1. Из каких элементов состоит компрессор?

2. Что такое абсолютное, относительное и переносное движение?

3. Чем обусловлено применение двухвальных ГТУ?

4. Для чего применяют поворачивающиеся направляющие аппараты?

5. В чём отличия осевых компрессоров от центробежных?

Лабораторная работа № 2.

Камеры сгорания ГТУ

Цель работы

1. Ознакомление с конструкциями и принципами работы камер сгорания.

2. Изучение процесса сгорания рабочего тела в камере сгорания.

3. Установление зависимости между температурой за камерой сгорания (перед турбиной) и тепловой мощностью камеры сгорания.

Задание

1. Определить тепловую мощность камеры сгорания ГТУ.

2. Установить зависимость между температурой за камерой сгорания (перед турбиной) и тепловой мощностью камеры сгорания.

3. Сопоставить между собой полученные данные.

4. Составить отчёт по работе.

Содержание отчёта

1. ФИО и группа выполняющего, ФИО преподавателя.

2. Название лабораторной работы.

3. Цель и задание лабораторной работы.

4. Схематический рисунок камеры сгорания с указанием основных конструктивных элементов.

5. Исходные данные для расчёта.

6. Расчётная таблица с наименованием искомых величин, формулами, единицами измерений и полученными значениями.

7. График зависимости тепловой мощности камеры сгорания от температуры за камерой сгорания (перед турбиной).

8. Вывод по работе.