- •Институт водного транспорта
- •Курсовая работа
- •Пояснительная записка
- •Расчёт энергетического баланса поршневой части, компрессора и турбины агрегата наддува
- •Газодинамический расчет и профилирование рабочего колеса центробежного компрессора.
- •Газодинамический расчёт центробежного компрессора
- •Расчет компрессора осуществляется в следующей последовательности.
- •Расчет и профилирование рабочего колеса компрессора.
- •Температура, давление и плотность воздуха:
- •Профилирование одноступенчатого рабочего колеса компрессора
- •Расчёт диффузора
- •Расчёт воздухосборной улитки
- •Тепловой расчёт одноступенчатой газовой турбины осевого типа.
- •Список используемых источников
Температура, давление и плотность воздуха:
Вычисляются удельные потери потока во входном патрубке:
Находится показатель процесса расширения во входном патрубке:
Определяется коэффициент восстановления давления торможения:
Разницы составляет 2 %по сравнению с формулой 2.20, что удовлетворяет условию.
Профилирование одноступенчатого рабочего колеса компрессора
Для повышения КПД компрессора требуется создать угол атаки i = 1...3°. Для расчетного режима рекомендуется принять постоянный по высоте лопатки угол атаки .
Определяются направления входных кромок лопаток:
где – толщина лопатки на входном диаметре; – толщина лопатки на среднем диаметре, равная 0,5-1,5 % от D2 ; – толщина лопатки у основания. От втулки к периферии колеса толщина лопатки несколько уменьшается, то есть должно выполняться условие .
Находятся коэффициенты стеснения:
Проверка :
Разница менее 2%.
Определяются окружные скорости на наружном и среднем диаметрах:
Рассчитывается максимальное число Маха:
Определяются расходная скорость и расходный коэффициент на входе в колесо с учётом стеснения:
Определяются расходная скорости и коэффициент расхода на выходе из рабочего колеса с учётом стеснения:
Определяется промежуточный условный диаметр:
Определяется скорость:
Определяется высота лопатки:
Определяется абсолютная скорость:
Определяется относительная скорость на выходе из колеса
Определяется диффузорность колеса:
– условие выполнено.
Определяется потеря напора в предкрылке (между сечениями 1-1 и 1” – 1”):
где – коэффициент потерь в предкрылке, большие значения для колёс меньших размеров и больших
Определяются потери напора в радиальной звезде:
где – коэффициент потерь в радиальной звезде.
Определяются потери на работу дискового трения:
Определяется внутренний напор колеса, представляющий собой сумму адиабатной работы сжатия работы потерь на трение:
Определяется температура торможения за колесом:
и температура воздуха за колесом
Определяется показатель процесса сжатия в колесе:
Определяется давление воздуха за колесом:
и плотность воздуха за колесом:
Определяется высота лопаток на выходе из колеса:
Определяется относительная высота лопаток:
Полученное значение удовлетворяет условию:
Определяется число Маха на выходе из колеса:
Расчёт диффузора
Ширина безлопаточного диффузора на входе определяется равенством:
Ширина безлопаточного диффузора на выходе:
Если за безлопаточным диффузором следует лопаточный, то
Расходная (радиальная) составляющая скорости на входе в безлопаточный диффузор определяется по формуле:
где – плотность воздуха на входе в диффузор.
Далее определяется абсолютная скорость на входе в безлопаточный диффузор:
Направление абсолютной скорости на входе в диффузор задается углом:
Направление скорости на выходе из безлопаточного диффузора характеризуется углом:
Определяется диаметр выхода из безлопаточного диффузора
– при последующем лопаточном диффузоре:
Определяется скорость воздуха на выходе из безлопаточного диффузора:
Рассчитывается показатель процесса сжатия в безлопаточном диффузоре:
Определяется температура воздуха в безлопаточном диффузоре на входе:
на выходе:
Определяется давление за безлопаточным диффузором
Рассчитывается число Маха на выходе из безлопаточного диффузора:
Определяется плотность воздуха на выходе из безлопаточного диффузора:
Определяется скорость после лопаточного диффузора:
где
Определяется показатель процесса сжатия в лопаточном диффузоре:
где – политропный КПД лопаточного диффузора.
Рассчитываются температура и давление воздуха за диффузором:
где .
Определяется плотность воздуха на выходе из лопаточного диффузора:
Определяются диаметр выхода из лопаточного диффузора:
и ширина диффузора на выходе:
В случае параллельных стенок диффузора . Угол расхождения лопаточного диффузора .
Определяется расходная составляющая скорости на выходе из лопаточного диффузора:
Направление потока на выходе из лопаточного диффузора характеризуется углом
Отклонение потока в лопаточном диффузоре определяется разностью:
Входной угол лопаточного диффузора, характеризующий направление входных кромок его лопаток
где = 1...3°– угол атаки.
Выходной угол лопаток диффузора:
где = 3...4° – угол отставания.
Определяется число лопаток диффузора:
Число лопаток .