2.3. Вариантные расчеты параметров кнд

2.3.1. Расчет параметров на входе в компрессор

Анализ различных вариантов позволяет выбрать перспективный по массо-габаритным и энергетическим показателям для дальнейшего расчета с определением геометрии каждой ступени.

Параметрами, варьируемыми при вариантном расчете входа в компрессор низкого давления являются:

- коэффициент окружной скорости на наружном радиусе первой ступени КНД;

- втулочное отношение первой ступени КНД;

- угол, между и направлением, характеризующий закрутку, рис.3.

Рис.2.1. Входной и выходной треугольники скоростей

Результаты расчета четырех рассматриваемых вариантов входа в КНД представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1.

Результаты вариантных расчетов входа КНД

Величины	Единица измерения	Варианты
		1	2	3	4
	-	0,800	1,030	1,030	1,030
	-	0,718	0,718	0,850	0,718
	градусы	39,500	39,500	39,500	50,000
	рад	0,689	0,689	0,689	0,873
	м/с	262,754	338,296	338,296	338,296
	м/с	225,706	290,512	312,924	290,596
	м/с	193,269	193,269	193,269	193,269
	-	0,856	0,665	0,618	0,665
	м/с	303,844	303,844	303,844	252,294
	кг/м3	1,075	1,075	1,075	1,221
	Па	134829,133	134829,133	134829,133	135636,362
	К	276,014	276,014	276,014	290,279
	Па	78665,702	78665,702	78665,702	94399,800
	м	0,353	0,353	0,467	0,331
	м	0,100	0,100	0,070	0,093
	об/мин	14219,78	9160,76	13855,92	19511,38
	м/с	193,467	201,234	208,591	232,047
	-	0,589	0,613	0,635	0,707
	м	0,254	0,253	0,397	0,238
	м	0,303	0,303	0,432	0,285

По результатам вариантного расчета входа в КНД для дальнейшего рассмотрения выбирается вариант № 2 как оптимальный с точки зрения обеспечения сохранения двухконтурности двигателя , так как получен нужный наружный радиус компрессора; умеренных предварительных значений коэффициента скорости; оптимального коэффициента расхода, который лежит в пределах, [1, с.12]. В дальнейших расчетах, выбранный вариант обеспечит оптимальное количество ступеней.

Рассмотрим подробно расчет выбранного варианта.

Задаем: по рекомендациям [1, с.9];;

Окружную скорость на наружном радиусе найдем по формуле

, (2.11)

где вентилятора, то есть.

Подставляя численные значения в (2.11), получаем величину окружной скорости на наружном радиусе

Окружную скорость найдем по формуле

(2.12)

Осевую составляющую скорости принимаем равной осевой составляющей скорости из п.1.3, то есть.

Значение скорости потока в абсолютном движении определим по формуле, рис.3

(2.13)

Плотность находим по формуле

, (2.14)

где - полное начальное давление на входе в компрессор, равное полному давлению после РК вентилятора из п.1.2;- статическая температура на входе в компрессор;- коэффициент потерь, выбранный по рекомендациям [1, с.25].

Статическую температуру на входе в компрессор находим по формуле

, (2.15)

где - удельная теплоемкость воздуха.

Подставляя численные значения в (2.14), получаем величину плотности

Полное давление с учетом потерь на входе находим по формуле

(2.16)

Статическое давление на входе в компрессор находим по формуле

(2.17)

Наружный радиус компрессора на входе определим по формуле

Заметим, что из п.2.2, что и требовалось в расчете.

Радиус втулки компрессора на входе определим по формуле

(2.19)

Средний радиус компрессора на входе найдем по формуле

(2.20)

Длину лопатки РК определим по формуле

(2.21)

Частоту оборотов КНД определим по формуле

(2.22)

Относительную предельную скорость определим по формуле, рис.2.1.

Коэффициент скорости определим по формуле

(2.24)