МИНОБРНАУКИ РA

Нижнекамский химико-технологический институт (филиал)

Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

«Казанский национальный исследовательский технологический университет»

(НХТИ ФГБОУ ВО «КНИТУ»)

Кафедра ЭТ и ЭП

Специальность 13.03.01

Группа: 3425

Расчетно-графическая работа

по дисциплине «Нагнетатели и тепловые двигатели»

«Газодинамический расчет центробежного компрессора»

Проверил: Д.Б Вафин

Выполнила: Аглямова З.С.

Нижнекамск,

2017

Содержание

3

6

6

Задание

Провести газодинамический и конструктивный расчет элементов проточной части центробежного компрессора.

Исходные данные:

Производительность V = 2400 м³/мин;

Давление на входе Р_Н = 0,1 МПа; температура на входе Т_Н = 273 ⁰К;

Давление на выходе Р_К = 0,6 МПа;

Частота вращения n=3000 об/мин;

Рабочее тело воздух.

Порядок расчета.

1. Термодинамический расчет

Определяется число ступеней компрессора Z

(приминаем Z = 3),

где - соотношений давлений сжатия по компрессору и определяется из исходных данных как Р_К/Р_Н; - соотношение давлений сжатия ступени (принимается в зависимости от вида рабочего тела, для воздуха )

1.2. Расчет давлений сжатия по ступеням производится с учетом гидравлических сопротивлений в промежуточных холодильниках (Х) и недоохлаждения рабочего тела , до первоначальной температуры. , температура рабочего тела соответственно на входе в последующую ступень и на входе в компрессор ( - принимается в интервале 1,02 1,05). е - соотношение давлений выхода и входа рабочего тела в холодильниках е = 0,94 0,98.

а) соотношение давления сжатия в первой ступени:

,

где т - комплекс, определяемой в зависимости от показателя адиабаты и политропного коэффициента полезного действия - принимается , К = 1,4 для воздуха.

б) соотношение давлений сжатия второй ступени:

в) соотношение давлений по третьей ступени:

1.3. Изменения температуры рабочего тела в ступенях:

а) первая ступень

б) вторая ступень

в) третья ступень

1.4. Удельная работа сжатия в ступенях компрессора определяется по уравнению:

,

где R - газовая постоянная рабочего тела R = 8314/28,96 = 287 (для воздуха)

1.5. Масса рабочего тела из уравнения Клапейрона - Менделеева

1.6. Эффективная мощность компрессора

- к.п.д. компрессора, . Принимаем для всех секций по две ступени с колесами радиального типа и цилиндрическими лопатками.

2. Расчет рабочего колеса.

Диаметр вала рабочего колеса d_в определяется упрощенным методом на основании расчета на кручение при пониженных значениях допускаемых напряжений.

[ _кр] = 12 20 МПа

- мощность в кВт

- об/мин

- в мм.

Принимаем d_e = 250 мм.

Проверяем выбранный диаметр вала с учетом критической частоты по уравнению:

где - критическая частота вращения ( ; K_d - эмпирический коэффициент (K_d = 0,019 0,03); Z - число ступеней; - диаметр рабочего колеса.

Так как оказывается меньше продолжаем расчет.

2.2. Диаметр втулки выбирается из конструктивных соображений

2.3. Диаметр входной воронки рабочего колеса

;

;

;

,

где - расход рабочего тела м³/с; - абсолютная скорость на входе; - коэффициент входной скорости. - приведенная частота вращения вала.

(72)

^в2 =

(73)

(74)

Принимаем

2.4. Определяем наружный диаметр из соотношения

Принимаем предварительно , тогда