vanyashov_a_d_kustikov_g_g_uchebnoe_posobie_dlya_kursovogo_p
.pdfПродолжение табл. 8.8
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
6 |
|
|
|
α3(1) |
= 0,5(α2(1) |
+α3*(1) ) = 0,5(20,7+16,/) =18,8 |
|
|||||||||||||||||||||
17 |
αл3 |
град α3(2) |
= 0,5 (20,7 +14,7) =17,7 |
|
|
|
|
|
19 |
19 |
|||||||||||||||||
|
|
|
Принимаем αл3(1) = αл3(2) = 19° |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
K3−2(1) = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sinα2(1) |
|
|
|
|
|
= |
|
|||||||
|
|
|
(ε |
3 |
ε |
2 |
) |
(b |
b ) |
|
sinα |
3(1) |
(D |
D ) |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1) |
3 |
|
|
2 |
(1) |
|
|
|
3 |
2 |
(1) |
|
|||||
18 |
K3−2 |
- |
= |
|
|
|
sin 20,7 |
|
|
|
= 0,796 |
|
|
|
|
0,7946 |
0,7282 |
||||||||||
1,01 1,24 sin18,8 1,1 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
K3−2(2) = |
|
|
|
|
|
sin 20,7 |
|
|
|
|
|
= 0,732 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
1,01 1,43 |
sin17,7 1,1 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
19 |
С3 |
м/с |
C3(1) |
= K3−2(1) С2(1) |
= 0,796 157,3=125,2 |
|
|
125,2 |
115,1 |
||||||||||||||||||
C3(2) |
= 0,732 157,3 =115,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
Т3(1) |
=Т2(1) [1+0,5(k −1)MС2 |
2(1) (1− К32−2(1) )]= |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
= 299,5 [1+0,5 (1,311−1) 0,3712 (1−0,7962 )] = |
|
|||||||||||||||||||||||
20 |
Т3 |
К |
= 301,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
301,8 |
320,5 |
Т3(2) = 317,5 [1+0,5 (1,311−1) 0,362 (1−
−0,7322 )] = 320,5
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
ρ3(1) |
= ρ2(1) [1+ 0,5(k −1)M С2 |
2(1) (1− К32−2(1) )]σ −1 = |
|
|
||||||||
|
|
|
кг/м3 |
= 41,36[1+ 0,5(1,311−1)0,3712 (1−0,7962 )]3,457−1 |
= |
|
||||||||||
21 |
ρ3 |
|
= 42,16 |
|
|
|
|
|
|
|
42,16 |
48,81 |
||||
|
|
|
|
ρ3(2) = 47,71[1+0,5(1,311−1)0,362 (1−0,7322 )]3,457−1 = |
|
|||||||||||
|
|
|
|
= 48,81 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
22 |
Р |
|
МПа |
Р |
|
|
= ρ |
|
RT |
= 42,16 459 301,8 10−3 = 5,841 |
7,190 |
|||||
|
|
3(1) |
|
3(1) |
|
3(1) |
|
|
|
|
5,841 |
|||||
|
3 |
|
|
Р |
|
= 48,81 459 320,5 10−3 = 7,190 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
3(2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23 |
αл4 |
|
град αл4(1) |
=αл4(2) |
=αл3 +16o =19 +16 = 35° |
35 |
35 |
|||||||||
24 |
B3/t3 |
- |
Задается |
|
|
|
|
|
|
2,2 |
2,2 |
|||||
|
|
|
|
∆α |
л4 |
= (0,41−0,002 αл4 ) (αл4 −αл3 ) = |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
B3 |
t3 |
−0,002 (αл4 −αл3 ) |
|
|
||||
25 |
∆αл4 |
град |
|
|
|
|
|
3,75 |
3,75 |
|||||||
= |
(0,41−0,002 35) (35 −19) |
= 3,75 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2,2 −0,002 |
(35 −19) |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
26 |
α4 |
|
град α4(1) |
=α4(2) =αл4 |
−∆αл4 = 35 −3,75 = 31,3 |
31,3 |
31,3 |
|||||||||
|
K4−2 = |
С4 |
|
1-е приближение: задается K4−2(1) = 0,32 |
1-е прибл. 1-е прибл. |
|||||||||||
27 |
- |
K4−2(2) |
= 0,3 |
|
|
|
|
|
0,32 |
0,30 |
||||||
С2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
2-е прибл. 2-е прибл. |
||||||||||
|
|
|
|
2-е приближение: K4−2 - из п. 32 табл. 8.8 |
||||||||||||
|
|
|
|
0,360 |
0,313 |
80
Продолжение табл. 8.8
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
6 |
|
|
|
1-е приближение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1-е прибл. |
1-е прибл. |
||||||||||
28 |
С4 |
м/с |
С4(1) |
= С2(1) K4−2(1) |
=157,3 0,32 = 50,3 |
|
|
|
|
|
50,3 |
47,2 |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
С4(2) |
=157,3 0,3 = 47,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2-е прибл. |
2-е прибл. |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
56,63 |
49,23 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
1-е приближение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
Т4(1) |
=Т2(1) (1+0,5(k −1)MC2 |
2(1) (1−K42−2(1) )) = |
|
|
|
1-е прибл. |
1-е прибл. |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
= 299,5 (1+0,5(1,311−1) 0,3712 (1−0,322 )) = |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
29 |
Т4 |
К |
|
305,3 |
323,3 |
||||||||||||||||||||||||||||
=305,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2-е прибл. |
2-е прибл. |
||||||
|
|
|
Т4(2) |
=317,5 (1+0,5(1,311−1) 0,362 (1−0,32 )) = |
|
305,1 |
323,3 |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
=323,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
1-е приближение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
ρ4(1) |
= ρ2(1) |
[1+0,5(k −1)MС2 |
2(1) (1− К42−2(1) )](σ |
−1) = |
|
1-е прибл. |
1-е прибл. |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
= 41,36[1+ |
0,5(1,311− |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
(3,457−1) |
= |
|||||||||||||||
30 |
ρ4 |
3 |
1)0,371 (1−0,32 |
|
|
)] |
|
|
|
43,34 |
49,89 |
||||||||||||||||||||||
кг/м |
= 43,34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2-е прибл. |
2-е прибл. |
|||||
|
|
|
ρ4(1) |
= 47,71[1+ 0,5(1,311−1)0,36 |
2 |
(1 |
− |
|
|
|
|
|
|
43,28 |
49,89 |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
−0,32 )](3,457−1) |
= 49,89 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
ε4(1) |
= ρ4(1) |
|
ρн |
= 43,34 37,57 =1,154 |
|
|
|
|
|
|
|
1-е прибл. |
1-е прибл. |
|||||||||||||||||
31 |
ε4 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,154 |
1,328 |
|||||||||||||||||||||
ε4(2) |
= ρ4(2) |
|
ρн |
= 49,89 37,57 =1,328 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2-е прибл. |
2-е прибл. |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,152 |
1,327 |
|
|
|
1-е приближение: |
sinα2(1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
К4−2(1) |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
1-е прибл. |
1-е прибл. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
(ε |
4 |
ε |
2 |
) (b |
b ) |
|
sinα |
4(1) |
(D |
|
|
|
D ) |
|
|
|||||||||||||||
32 |
K4−2 |
- |
|
|
|
|
|
|
(1) |
4 |
2 |
(1) |
|
|
|
4 |
|
|
|
2 |
(1) |
|
|
0,360 |
0,313 |
||||||||
= |
|
|
|
|
|
|
|
sin20,7 |
|
|
|
|
|
|
|
= 0,36 |
|
|
|
|
2-е прибл. |
2-е прибл. |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,360 |
0,313 |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
(1,154 1,101) 1,24 sin31,3 1,46 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
К4−2(2) |
= |
|
|
|
|
|
|
sin20,7 |
|
|
|
|
|
|
|
= 0,313 |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
(1,328 1,27) 1,43 sin31,3 1,46 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
33 |
С4 |
м/с |
С4(1) |
= С2(1) |
K4−2(1) |
=157,3 0,360 = 56,63 |
|
|
|
|
56,63 |
49,23 |
|||||||||||||||||||||
С4(2) |
=157,3 0,313 = 49,23 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
34 |
Р4 |
МПа |
Р4(1) |
= ρ4(1) RT4(1) = 43,28 459 305,1 10−3 |
= 6,067 |
6,067 |
7,406 |
||||||||||||||||||||||||||
Р4(2) |
= 49,89 459 323,3 10−3 |
= 7,406 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
MС4(1) |
= |
|
|
С4(1) |
= |
|
|
|
56,63 |
|
|
|
|
|
|
= 0,132 |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1,311 459 305,1 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
35 |
MС4 |
- |
|
|
|
|
|
kRT4(1) |
|
|
|
|
|
|
|
0,132 |
0,112 |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
49,23 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
M С4(2) |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,112 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1,311 459 323,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
81
Окончание табл. 8.8
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т2(1)* |
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
1,311 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к−1 |
|
|
|
|
305,9 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,311−1 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
Р |
4(1) |
= |
Р |
|
|
|
|
= 6,067 |
|
|
|
= 6,134 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
4(1) |
|
Т4(1) |
|
|
|
|
305,1 |
|
|
6,134 |
7,464 |
||||||||
36 |
Р* |
МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,311 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
323,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
1,311−1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Р4(2) |
= 7,406 |
|
|
|
|
|
|
|
= 7,464 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
323,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
π sin(0,5 (αл3 +αл4 )) |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
z3 = |
|
B3 |
= |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ln(D4 D3 ) |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
t3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
37 |
z3 = z4 |
шт. |
= 2,2 |
2 π sin(0,5 (19 + 35))= 22,2 |
|
|
23 |
23 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ln(1,20 0,904) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
Принимаем z3 = z4 = 23 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Для снижения неравномерности распределения параметров потока по ок- |
ружности при выходе из колеса задаемся отношением D3/D2 для обеих ступеней 1,1. Так как для обеих ступеней выбраны лопаточные диффузоры, ширину канала на входе b3 рекомендуется выполнять больше, чем ширину РК на выходе b2. Шириной канала на входе в ЛД для первой ступени (промежуточного типа) задаемся b3/b2 = 1,24. Для второй ступени (концевого типа) это отношение принимаем больше, чем для первой ступени b3/b2 = 1,43, из-за ограничения радиальных габаритов нагнетателя, а также для обеспечения одинаковой ширины лопаток ЛД обеих ступеней (из технологических соображений).
По тем же причинам принимаем одинаковыми для обеих ступеней углы установки лопаток ЛД на входе 19° и на выходе 35°, а также число лопаток одноярусной решетки z3 = z4 = 23. Углы атаки в этом случае составляют для пер-
вой ступени i3(1) = 0,20°; i3(2) = 1,30°.
Уточнение коэффициента диффузорности производим итерационным методом, предварительно задаваясь для первой ступени К4-2(1)=0,32, для второй - К4-2(2)=0,3. Для сходимости решения оказалось достаточным двух итераций.
Для оценки чисел Маха в горловом сечении ЛД (сечение 3Г-3Г) решим уравнение (4.35) методом последовательных приближений. Предварительно найдем площади:
- в сечении 2-2 |
F2 |
=π D2 b2 τ2 |
=π 0,822 0,038 0,945 = 0,093 м2; |
||||||
- в сечении 3Г-3Г |
F3Г =πD3b3τ3 sinαл3 =π 0,904 0,047 0,60 sin19° = 0,026 м2, |
||||||||
где τ3 =1− |
δ3 z3 |
=1 |
− |
|
0,016 23 |
= 0,60 , а толщина лопаток ЛД приня- |
|||
π D3 |
sinαл3 |
π |
0,904 sin19° |
||||||
|
|
|
|
та в размере 5 % от длины средней линии, т.е. около 16 мм. Решение уравнения (4.35)
МС3Г = ((F2 F3 |
Г )ϕ2 МU 2 )2 |
k −1 |
(1+ |
k +1 |
|||
|
|
|
|
|
2 |
|
1 |
+ 0,5(k −1)M 2 |
|
|
k +1 |
||
|
|
2(k −1) |
|||||||
(k −1)MU2 2Ωψi )k +1 |
|
|
|
C3 |
Г |
|
|||
1 |
2 |
|
|
||||||
|
|
|
+ (k −1)MU 2 |
ψi |
дает значение МС3Г = 0,498, т.е. достаточно далеко от критического (МС3Г = 1).
82
Расчет поворотного колена и обратного направляющего аппарата
Проектируемый нагнетатель имеет две ступени, поэтому расчет поворотного колена и обратного направляющего аппарата выполняем только для первой ступени. Последовательность определения основных геометрических и термогазодинамических параметров приведена в табл. 8.9.
№
п/п
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Таблица 8.9 Расчет поворотного колена и обратного направляющего аппарата
Опреде- |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ ступени |
параметр |
Размер ность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Способ определения |
|
|
|
|
|
1 |
||||||||||||
ляемый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
b5/b4 |
- |
Задается |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|||||
b5 |
м |
b5 |
= b4 (b5 |
b4 ) = 0,047 1 = 0,047 |
|
|
|
|
|
0,047 |
||||||||||||||||||||
D5/D4 |
- |
Задается |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|||||
D5 |
м |
D5 = D4 (D5 D4 ) =1,20 1 =1,20 |
|
|
|
|
|
1,20 |
||||||||||||||||||||||
RS b4 |
|
Задается |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|||||
RS |
м |
RS = b4 (RS |
|
b4 ) = 0,047 1 = 0,047 |
|
|
|
|
|
0,047 |
||||||||||||||||||||
Rh |
м |
Rh |
= RS |
+ |
b4 +b5 |
= 0,047 + |
0,047 +0,047 |
= 0,094 |
0,094 |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
−0,25 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RS + |
|
|
cos α4 b4 ρ4 |
|
||||||||||||||||
|
|
λ4−5 = 0,11 k5 |
|
Rh C4 |
|
= 0,11 2× |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
b5 |
|
|
|
|
|
|
µ4 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
λ4-5 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0121 |
|||||||
|
0,047+0,094 56,63 cos 31,3 0,047 43,28 |
−0,25 |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
× |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,0121, |
|
||
|
|
|
0,047 |
|
|
|
|
|
|
1,111 10-5 |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
где k5 = 2,0 – для ступеней с ЛД |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
α5 |
град |
α5 |
= arctg |
tgα4 |
+λ4−5 |
= arctg |
tg31,3 |
+0,0121= 31,3 |
31,263 |
|||||||||||||||||||||
(b5 b4 ) |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
αл5 |
град |
αл5 ≈α5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
32 |
|||||
K0′−4 |
- |
K0′−4 = С0′ |
С4 = 60,70 56,63 =1,072 |
|
|
|
|
|
1,072 |
|||||||||||||||||||||
|
|
C |
5 |
= C |
4 |
ρ4 b4 D4 sinα4 |
= |
56,63 |
43,28 sin31,3 |
= 56,63, |
|
|||||||||||||||||||
С5 |
м/с |
ρ5 b5 D5 sinα5 |
|
56,63 |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
43,28 sin31,3 |
||||||||||||||||||||||||
|
|
гдеρ5 |
≈ ρ4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
К5-4 |
- |
K5−4 =С5 |
С4 =56,63 56,63=1,0 |
|
|
|
|
|
1,0 |
|||||||||||||||||||||
Т5 |
К |
Т5 |
=Т4 (1+0,5 (k −1) MC2 |
4 (1− K52−4 ))= 305,1× |
305,1 |
|||||||||||||||||||||||||
×(1+0,5 (1,311−1) 0,1322 (1−1,02 ))= 305,1 |
||||||||||||||||||||||||||||||
ρ5 |
3 |
ρ5 |
= ρ4 [1+0,5 (k −1)MС2 |
4 (1− К52−4 )](σ−1) |
= 43,28× |
43,34 |
||||||||||||||||||||||||
кг/м |
×[1+0,5 (1,311−1) 0,1322 (1−1,02 )](3,457−1) = 43,34 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
83
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончание табл. 8.9 |
|||
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
16 |
Р5 |
МПа |
Р5 |
= ρ5 RT5 |
= 43,34 459 305,1 10−3 = 6,060 |
|
|
|
6,060 |
||||||||||||||||||||||||||
17 |
К6-5 |
- |
Задается |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,04 |
|||||||||
18 |
С6 |
м/с |
C6 = K6−5 С5 |
=1,04 56,63 = 58,90 |
|
|
|
|
58,90 |
||||||||||||||||||||||||||
19 |
К6-4 |
- |
K6−4 = С6 |
С4 |
= 58,90 56,63 =1,04 |
|
|
|
|
|
|
1,04 |
|||||||||||||||||||||||
20 |
Т6 |
К |
Т6 =Т4 (1+0,5 (k −1) MC2 |
4 (1− K62−4 ))= 305,1× |
305,0 |
||||||||||||||||||||||||||||||
×(1+0,5 (1,311−1) 0,1322 (1−1,042 ))= 305,0 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
21 |
ρ6 |
3 |
ρ6 |
= ρ4 [1+0,5 (k −1) MС2 |
4 (1−К62−4 )](σ−1) |
= 43,34× |
43,26 |
||||||||||||||||||||||||||||
кг/м |
×[1+0,5 (1,311−1) 0,1322 (1−1,042 )](3,457−1) |
= 43,26 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
22 |
Р6 |
МПа |
Р6 |
= ρ6 RT6 |
= 43,26 459 305,0 10−3 = 6,056 |
|
|
|
6,056 |
||||||||||||||||||||||||||
23 |
D6 |
м |
Принимаем D6 = D1 = 0,4176 |
|
|
|
|
0,4176 |
|||||||||||||||||||||||||||
24 |
B3/t3 |
- |
Задается |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,15 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
αл5 |
+ |
αл6 |
|
|
|
|
|
32 |
+ |
90 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
B5 |
|
2π sin |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2π sin |
|
2 |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
25 |
z5 |
шт. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
||||
|
|
|
|
ln(D |
D |
|
) |
|
|
|
= 2,15 ln (1,2 0,4176) =11,2 |
||||||||||||||||||||||||
z5 = t |
5 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
Принимаем z5 = z6 = 11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
26 |
δ5 |
м |
δ5 = δ6 = 0,0195 D2 = 0,0160 |
|
|
|
|
0,0160 |
|||||||||||||||||||||||||||
27 |
τ5 |
- |
τ5 |
=1− |
|
|
kδ z5 δ5 |
|
|
|
|
|
=1− |
0,6 11 0,016 |
= 0,947 |
0,947 |
|||||||||||||||||||
π D5 sinα |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
л5 |
|
|
|
|
|
π 1,2 sin32 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
28 |
τ6 |
- |
τ6 |
=1− |
z6 δ6 |
=1− |
|
11 0,016 |
= 0,863 |
|
|
|
|
|
|
0,863 |
|||||||||||||||||||
π D6 |
π 0,4176 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
b |
= |
τ5 D5 b5 ρ5 C5 sinαл5 |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
τ6 D6 C6 ρ6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
29 |
b6 |
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,076 |
|||||||||||||
= |
0,947 1,2 0,047 43,34 56,63 sin 32 |
= 0,076 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,863 0,4176 58,90 43,26 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
30 |
К0'-6 |
- |
K0′−6 |
= С0′ |
С6 = 60,70 58,90 =1,03 |
|
|
|
|
1,03 |
|||||||||||||||||||||||||
31 |
F0' |
м2 |
F0′ |
= π D6 b6 τ6 |
= |
|
π 0,4176 0,076 0,863 |
= 0,0835 |
0,0835 |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К0′−6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,03 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
(k −1) lg(P6 |
Pн ) |
|
|
|
|
|
(1,311−1) lg 6,056 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
32 |
ηп |
- |
ηп |
= |
|
= |
|
|
|
|
4,967 |
= 0,82 |
0,82 |
||||||||||||||||||||||
|
|
1,311 lg(305,0 288) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
k lg(T6 |
Tн ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для определения коэффициента трения в ПК рассчитывается коэффициент динамической вязкости газа в сечении 4-4 по формуле Сазерленда:
|
|
|
273 +С |
|
T |
1,5 |
=10,1 10 |
− |
5 |
|
273 +162 |
|
305,05 |
1,5 |
=1,111 10 |
− |
5 Па с, |
|
µ4 |
= µ273 |
|
T |
+С |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
273 |
|
|
305,05 +162 |
273 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
84
где µ273 = 10,1 10-5 Па с – коэффициент динамической вязкости при температуре 0 °С; С = 162 – постоянная Сазерленда для метана.
Определяя скорость на входе в ПК в сечении 5-5, принимаем, что плотности газа в сечениях 4-4 и 5-5 отличаются незначительно (ρ5 ≈ ρ4). Последующее уточнение плотности ρ5 свидетельствует о ее незначительном отличии от ранее принятого значения (ρ5 ≈ ρ4), поэтому дальнейших итераций не требуется.
Толщину лопаток ОНА δ5 и δ6 принимаем равной 16 мм из конструктивных соображений.
Определив в п. 31 табл. 8.9 площадь входного отверстия колеса второй ступени (F0' = 0,0835 м2), сравниваем ее с подсчитанной ранее в гл. 3 «Расчет
рабочих колес». В п. 16 табл. 8.7 было получено значение F0(2) = 0,0811 м2. Расхождение составляет 2,9 %, что можно принять удовлетворительным, а полу-
ченное расхождение объясняется тем, что действительное распределение скоростей между сечениями 4-4, 5-5, 6-6, 0′-0′ несколько отличается от полученного в расчетах.
Проверка политропного КПД для первой ступени в п. 32 табл. 8.8 (ηп = 0,82) показывает, что расхождения с ранее принятым значением нет, т.е. расчеты ступени выполнены верно.
Расчет выходного устройства
В силу того что одним из требований к конструкции нагнетателя является ограничение радиальных габаритов, в качестве выходного устройства целесообразно применить кольцевую сборную камеру. Сборная камера практически не увеличит осевые габариты машины, т.к. займет в осевом направлении расстояние, не превышающее осевого размера думмиса и концевого лабиринтного уплотнения. Кроме того, применение корпусов ЦБН в виде цилиндрической «бочки» ограничивает возможности применения улиток в качестве выходных устройств.
Поперечное сечение кольцевой сборной камеры выбираем прямоугольной формы. Такая форма сечения наиболее часто встречается в конструкциях ЦБН природного газа и является с точки зрения технологии изготовления и сборки наиболее предпочтительной.
Для расчета сборной камеры конструктивно задаемся отношением наружного диаметра камеры к ее внутреннему диаметру Dн/Dвн (рис. 6.4 а), а затем рассчитываем отношение ширины камеры к ее высоте bк/hк. При заданном Dн/Dвн = 1,75 отношение bк/hк = 1,22, т.е. лежит в рекомендуемом диапазоне (0,8–1,6), а сборная камера удовлетворительно может быть размещена в корпусе ЦБН.
Расчет всех геометрических размеров кольцевой сборной камеры прямоугольного сечения приведен в табл. 8.10, в ней же определены термогазодинамические параметры рабочего тела в сечении 8-8 (на выходе из сборной камеры).
85
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Таблица 8.10 Расчет кольцевой сборной камеры с прямоугольным поперечным сечением
Опреде- |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ ступени |
параметр |
Размер ность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
ляемый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Способ определения |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Dн/Dвн |
- |
|
|
Задается |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,75 |
|||||
bн |
м |
|
bн = 1,3 b4 = 1,3 0,047 = 0,062 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,062 |
||||||||||||||||||||||||
RS |
м |
|
|
RS = 0,075 D2 = 0,075 0,822 = 0,062 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,062 |
|||||||||||||||||||||||
Rh |
м |
|
|
Rh = 0,9 RS = 0,9 0,062 = 0,056 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,056 |
|||||||||||||||||||||||
Dн |
м |
|
|
Dн = D4 +2 RS +2 bн =1,2 +2 0,062+2 0,062=1,446 |
1,446 |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6,44 |
0,047 |
tg31,3 |
|
|
||||||||
bк/hк |
м |
|
|
bк |
= |
|
|
|
6,44(b4 / Dн )tgα4 |
|
|
|
|
= |
1,446 |
=1,222 |
1,222 |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
h |
(1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
) |
(1−1/1,75)lg(1,75) |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
− D |
/ |
D )lg(D |
/ D |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
вн |
|
н |
|
|
н |
|
|
вн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Dвн |
м |
|
|
Dвн |
= |
|
Dн |
|
= |
1,446 |
|
= 0,826 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,826 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Dн |
Dвн |
1,75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
hк |
м |
|
hк |
= 0,5 (Dн − Dвн ) = 0,5 (1,446 −0,826) = 0,31 |
|
|
0,31 |
||||||||||||||||||||||||||||||
bк |
м |
|
bк = (bк/hк) hк = 1,222 0,31 = 0,380 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,380 |
||||||||||||||||||||||||
F8 |
м2 |
|
|
F8 |
|
|
|
|
|
2 |
|
π |
|
=0,38 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
− |
π |
|
|
0,1158 |
|||||||
|
|
=bкhк −3Rh |
1− |
|
|
0,31−3 0,056 |
1 |
4 |
=0,1158. |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Кк-4 |
- |
|
|
Kк−4 |
|
=Ск |
С4 |
=15 49,23 = 0,305 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,305 |
|||||||||||||||||
Т8 |
К |
|
Т8 |
=Т4 (1+0,5 (k −1) MC2 |
4 (1−Kк2−4 ))= |
|
|
|
|
|
|
|
323,9 |
||||||||||||||||||||||||
|
=323,3 (1+0,5 (1,311−1) 0,1122 (1−0,3052 ))=323,9. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ρ8 |
кг/м |
3 |
|
ρ8 |
= ρ4 |
[1+0,5 (k −1) MС2 |
4 (1− Кк2−4 )](σ−1) = |
|
|
|
50,11 |
||||||||||||||||||||||||||
|
= 49,89[1+0,5 (1,311−1) 0,1122 (1−0,3052 )](3,457−1) = 50,11 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
P8 |
МПа |
|
Р8 |
= ρ8 RT8 |
= 50,11 459 323,9 10−3 = 7,45 |
|
|
|
|
|
|
7,45 |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
lg P8 |
P0(2) |
|
|
|
|
|
lg |
|
7,45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ηп |
- |
|
ηп |
= |
|
= |
|
|
|
|
6,062 |
|
|
|
= 0,821 |
|
|
0,821 |
|||||||||||||||||||
|
|
k |
|
T8 |
1,311 |
|
|
|
|
323,9 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
k −1 lg T |
|
|
|
lg |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1,311−1 |
305,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0(2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полученное в п.14 табл. 8.10 давление в сечении 8-8 совпадает с заданным конечным давлением. Температура Т8 отличается от температуры Тк на 0,03 %. Рассчитанный КПД концевой ступени выше заданного КПД на 0,1 %. Это доказывает, что точность выполненных расчетов концевой ступени, а также всей проточной части ЦБН следует признать хорошей.
86
Необходимость выполнения нагнетательного патрубка диффузорным отсутствует, он выполняется с постоянным сечением по длине. Диаметр нагнетательного патрубка можно определить по формуле
Dк = |
4 G |
= |
4 213 |
π |
= 0,601 |
м. |
|
ρк Ск π |
|
50,12 15 |
|
|
Оценка корректности задания КПД ступеней
Для того чтобы проверить правильность заданного в самом начале проектирования проточной части ЦБН политропного КПД ступеней, необходимо рассчитать потери напора в элементах ступени. Потери напора определяются через коэффициенты потерь, которыми можно задаться на основании известных из литературных источников [1, 3, 4, 8] экспериментальных исследований элементов ступеней.
Расчетная оценка КПД ступеней приведена в табл. 8.11. Расхождение между заданными КПД и полученными в п. 11 табл. 8.11 составили для первой ступени 1,0%, для второй ступени – 0,1 %. В связи с тем что достоверно определить потери в ступени расчетным путем затруднительно, расхождение между рассчитанными и заданными КПД до 2 % следует считать удовлетворительным.
|
|
|
|
|
|
|
Расчет КПД ступеней |
|
Таблица 8.11 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
№ |
Опреде- |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ ступени |
|
п/п |
параметр |
Размер ность |
|
|
|
|
Способ определения |
|
|
1 |
2 |
||||
|
ляемый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
5 |
6 |
||
1 |
hi |
кДж/кг |
Из п. 47 табл. 8.7 |
|
|
|
34,63 |
34,79 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2 |
С2 |
м/с |
Из п. 50 табл. 8.7 |
|
|
|
157,3 |
157,3 |
|||||||
3 |
С4 |
м/с |
Из п. 33 табл. 8.8 |
|
|
|
56,63 |
49,23 |
|||||||
4 |
C0 |
м/с |
Из п. 20 табл. 8.7 |
|
|
|
62,53 |
60,70 |
|||||||
5 |
ζ2-4 |
- |
Задается |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,15 |
0,15 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С2 |
157,4 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
∆η |
|
= |
ζ |
|
|
2(1) |
= 0,15 |
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 34,63 103 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
2−4(1) |
|
|
2−4(1) 2h |
|
|
|
|||||
|
∆η2−4 |
|
|
|
|
|
|
|
i(1) |
|
|
|
|
|
|
6 |
- |
= 0,0536 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0536 |
0,0533 |
|||
|
|
|
∆η2−4(2) = |
0,15 |
157,32 |
= 0,0533 |
|
|
|
||||||
|
|
|
2 34,79 103 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
7 |
ζ4-0′, ζ4-к |
- |
Задается ζ4-0′ |
= 0,5; ζ4-к = 0,25 |
|
|
0,5 |
0,25 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
87
Окончание табл. 8.11
1 |
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
6 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
56,63 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
∆η |
|
|
|
∆η4−0′ |
= ζ 4−0′ |
|
|
|
|
|
|
4(1) |
|
|
= 0,5 |
|
|
|
|
|
|
= 0,0232 |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
′ |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 34,63 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
8 |
|
4−0 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
hi(1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0232 |
0,0087 |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
∆η4−к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С4(2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
49,232 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
∆η |
|
|
=ζ |
|
|
|
|
2) |
|
|
= 0,25 |
|
|
= 0,0087 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
4−к |
4−к 2 h |
|
|
|
|
|
|
2 34,79 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i(2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
η*п(1) = η*0-2(1) - ∆η2-4(1) - ∆η4-0′.= |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
9 |
* |
- |
= 0,886-0,0536-0,0232=0,809 |
|
|
|
|
|
|
0,809 |
0,812 |
||||||||||||||||||||||||||||||||
η |
|
п |
η |
* |
|
= η |
* |
|
|
|
|
- ∆η2-4(2) - ∆η4-к.= |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
п(2) |
0-2(2) |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
= 0,865-0,0533-0,0087=0,812 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Ω′(1) |
=1− |
С0(2)2 |
−С0(1)2 |
|
=1− |
60,72 −62,532 |
=1,0033 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 h |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 34,63 10−3 |
|
|
||||||||||||||||||||||||
10 |
Ω′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i(1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,0033 |
1,050 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Ск2 −С0(2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
152 −60,72 |
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Ω′(2) = |
1− |
2) |
|
=1− |
|
=1,050 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 h |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 34,79 10−3 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i(2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
ηп(1) |
= |
1− |
|
1−ηп*(1) |
|
|
|
=1− |
1− |
0,809 |
|
= 0,81 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
11 |
ηп |
- |
|
|
|
Ω′(1) |
|
|
|
|
1,0033 |
|
|
|
0,81 |
0,821 |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1−η |
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1−0,812 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
ηп(2) |
=1− |
п(2) |
|
|
= |
1− |
= 0,821 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Ω′(2) |
|
|
|
|
|
|
1,050 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По данным газодинамического расчета (табл. 8.12) построим треугольники скоростей в контрольных сечениях проточной части для первой ступени (рис. 8.1).
|
|
|
|
|
|
Таблица 8.12 |
||
|
Исходные данные для построения треугольников скоростей |
|
||||||
Параметры |
|
Контрольные сечения проточной части |
|
|||||
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
6 |
R, м |
|
0,209 |
0,411 |
0,452 |
0,60 |
0,60 |
|
0,209 |
U, м/с |
|
116,0 |
228,2 |
- |
- |
- |
|
- |
W, м/с |
|
133,2 |
|
- |
- |
- |
|
- |
С, м/с |
|
65,66 |
157,3 |
125,2 |
56,63 |
56,63 |
|
58,9 |
α, град |
|
90º |
20,7º |
16,8º |
31,3º |
31,3º |
|
90º |
Сr, м/с |
|
65,66 |
55,6 |
36,2 |
29,42 |
29,42 |
|
58,9 |
СU, м/с |
|
0 |
147,14 |
119,9 |
48,39 |
48,39 |
|
0 |
88
|
С4 |
Сr4 |
|
|
α4 |
|
|
|
CU4 |
|
|
|
|
|
R4 |
С3 |
|
Сr3 |
|
CU3 |
α3 |
|
|
U2 |
|
|
W2 |
С2 |
|
Сr2 |
|
|
|
||
|
|
|
R3 |
CU2 |
α2 |
β2 |
WU2 |
|
|
U1 |
|
|
|
С1=Сr1 |
W1 |
β1 WU1
R2 |
R1 |
CU5
α5
С5 Сr5 |
R5 |
α6 C6=Сr6
R6
Рис. 8.1. Треугольники скоростей в контрольных сечениях проточной части первой ступени
Описание конструкции спроектированного нагнетателя
Спроектированный центробежный нагнетатель представляет собой двухступенчатую машину с последовательным расположением рабочих колес на валу.
Ротор нагнетателя состоит из вала, двух рабочих колес, разгрузочного поршня (думмиса), втулок, упорного диска опорно-упорного подшипника, зубчатой муфты. Все основные детали ротора изготовлены из легированной стали 30ХГСА.
Рабочие колеса обеих ступеней закрытого типа, они представляют собой сварную конструкцию, состоящую из диска с цельнофрезерованными лопатками и покрывающего диска. Рабочие колеса первой и второй ступеней имеют одинаковые углы установки лопаток на входе – 30° , на выходе – 45°. На вал нагнетателя рабочие колеса посажены с натягом и фиксируются на нем от проворачивания при помощи шпонок.
89