2.5. Расчет поворотного колена и обратно-направляющего аппарата
Исходными данными для расчета ПК и ОНА являются следующие параметры
на выходе из диффузора рассматриваемой ступени:
2.5.1. Для первой ступени :
Номер
рассматриваемой ступени
,
номер следующей ступени
К исходным данным относятся также геометрические размеры на входе
в
колесо следующей ступени
.
Рекомендуемые геометрические соотношения в поворотном колене и
обратно-направляющем
аппарате
;
;
Принимаем
,
,
10,
0,45,
,
,
,
Алгоритм расчета
1. Диаметр в сечении 5 (рис. 3)
2. Ширина канала в сечении 5
3. Угол потока на входе в обратно-направляющий аппарат
4. Принимаем угол входа лопатки в обратно-направляющий аппарат
5. Радиус кривизны выпуклой стенки ПК
6. Относительная ширина обратно-направляющего аппарата в сечении 6
где
-
геометрические размеры рабочего колеса
следующей ступени.
Рис. 3.1. Обратно-направляющий аппарат и поворотное колено первой ступени.
7. Ширина канала ОНА в сечении 6
8. Радиус поворота стенки ОНА в сечении 6
9. Диаметр ОНА в сечении 6
10. Число лопаток в ОНА
Принимаем
11. Радиус изгиба средней линии каждой лопатки ОНА
12. Радиус окружности центров изгибов лопаток
13. Скорость газа в сечении 5
14. Температура газа в сечении 5
15. Степень сжатия газа в сечении 5
16. Плотность газа в сечении 5
17. Давление газа в сечении 5
18. Отношение скоростей в сечениях 5 и 6
Допускается
19. Скорость газа в сечении 6
20.
Температура газа в сечении 6
21. Степень сжатия газа в сечении 6
22. Плотность и давление газа в сечении 6
23.
Для получения высокого КПД необходимо
плавное линейное изменение скорости в
ОНА от сечения 5 до сечения 6, что
обеспечивается профилированием лопаток
ОНА. Для профилирования расстояния
между сечениями 5 и 6, т.е.
, разделяется равномерно на 8 участков
семью сечениями А-А, Б-Б, В-В, Г-Г, Д-Д, Е-Е,
Ж-Ж (рис. 3.1.) так, что текущие радиуса
границ участков находятся в диапазоне
.Для
каждого сечения получаем свое значение
.
Результаты расчетов при профилировании заносим в таблицу 9.
Задаём:
24. Площадь в сечениях 5 и 6
25.
Определение ширины канала
на
границах участков в сечениях А-А, Б-Б,
В-В, Г-Г, Д-Д, Е-Е, Ж-Ж проводим по формуле
В сечении А-А
В
сечении Б-Б
В
сечении В-В
В
сечении Г-Г
В
сечении Д-Д
В
сечении Е-Е
В
сечении Ж-Ж
26. Определение площадей проходного сечения на границах участков
в сечениях А, Б, В, Г, Д, Ж
В сечении А-А
В
сечении Б-Б 
В
сечении В-В 
В
сечении Г-Г 
В
сечении Д-Д 
В
сечении Е-Е 
В
сечении Ж-Ж 
27. Определение угла наклона лопатки в каждом сечении
В сечении А-А
В
сечении Б-Б 
В
сечении В-В 
В
сечении Г-Г 
В
сечении Д-Д 
В
сечении Е-Е 
В
сечении Ж-Ж 
28. Определение толщины лопаток
В сечении 5-5
В
сечении А-А 
В
сечении Б-Б 
В
сечении В-В 
В
сечении Г-Г 
В
сечении Д-Д 
В
сечении Е-Е 
В
сечении Ж-Ж 
В
сечении 6-6 
29.
Толщины лопаток
в
сечениях ОНА откладываем так, как
показано на рис. 3.1. Полученные точки
соединяем плавными кривыми. Подбираем
радиус начала контура лопатки
из
условия плавного сопряжения.
Таблица 9
Результаты расчетов при профилировании ОНА для первой ступени
|
Сечение |
|
|
|
|
|
|
5-5 |
0,603075 |
0,10102 |
32 |
0,055315 |
|
|
А-А |
0,5551 |
0,098841 |
40,61 |
0,05645 |
|
|
Б-Б |
0,5071 |
0,096661 |
48,08 |
0,05758 |
|
|
В-В |
0,4592 |
0,094486 |
54,95 |
0,058724 |
|
|
Г-Г |
0,4112 |
0,092306 |
61,53 |
0,059861 |
|
|
Д-Д |
0,36334 |
0,090132 |
68,03 |
0,06099 |
|
|
Е-Е |
0,31539 |
0,087955 |
74,71 |
0,062131 |
|
|
Ж-Ж |
0,26744 |
0,085777 |
81,86 |
0,063267 |
|
|
6-6 |
0,219494 |
0,08360 |
90 |
0,066654 |
|
30. Коэффициент загромождения сечения 6-6 лопатками
Полученное
значение близко к заданному
.