Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
диплом конструкторов движков / диплом титишова.docx
Скачиваний:
1162
Добавлен:
09.06.2017
Размер:
16.28 Mб
Скачать

6.1.3 Расчёт последней ступени

Геометрические размеры последней ступени рассчитываются на выходе из спрямляющего аппарата, где из энергетического расчёта известны температура T* и давление заторможенного потока. Осевую скорость на выходе из КНД принимаем.

Термодинамические параметры воздуха на выходе из КНД:

(6.27)

(6.28)

(6.29)

Площадь проточной части на входе в компрессор:

(6.30)

Параметры рабочего колеса. Средний диаметр колеса:

(6.31)

Наружный диаметр рабочего колеса:

(6.32)

Диаметр втулки:

(6.33)

Высота лопатки:

(6.34)

Удлинение лопатки и густота лопаточной решётки. Хорда лопатки:

(6.35)

Шаг лопаток на спрямляющем аппарате:

(6.36)

Ширина последней ступени:

Принимаем у = 0,9 (по прототипу)

(6.37)

Число лопаток спрямляющего аппарата последней ступени:

(6.38)

Принимаем

Длина КНД:

(6.39)

По полученным значениям строится план скоростей последней ступени (рисунок 6.1).

Рисунок 6.1 - План скоростей 1-ой ступени КНД

6.2 Газодинамический расчёт квд

Форма проточной части проектируемого компрессора высокого давления – с постоянным средним диаметром.

В таблице 6.3 представлены исходные данные для газодинамического расчёт КВД.

Таблица 6.3 – Исходные данные для газодинамического расчёт КВД

Параметр

Значение

, Па

0,84

6.2.1 Определение числа ступеней

Средняя работа сжатия в одной ступени компрессора:

(6.40)

Тогда число ступеней

(6.41)

Принимаем

Распределение работы по ступеням КВД представлены в таблице 6.4.

Таблица 6.4 - Распределение работы по ступеням КВД

№ ступени

1

2

3

4

5

6

7

Работа, кДж/кг

28

38

54

54

54

50

48

6.2.2 Расчёт первой ступени

Для увеличения напорности и уменьшения числа ступеней КВД на наружном диаметре РК 1-й ступени устанавливается максимально допустимая скорость, которая в дозвуковой ступени ограничивается условием обтекания лопаток воздухом без образования скачков уплотнения и составляет 340 -400 м/с. Выбираем.

Для уменьшения поперечных габаритов компрессора на входе в 1-ю ступень устанавливается допустимая осевая скорость

Относительный диаметр втулки выбираем .

Окружная скорость колеса на среднем диаметре

(6.42)

Для проверки правильности выбора величин находим:

Коэффициент нагрузки : для исключения чрезмерной закрутки воздуха, т.е. для получения достаточно высокого КПД

(6.43)

Коэффициент расхода

(6.44)

Как видно из расчётов, полученные величины находятся в рекомендуемых пределах.

Степень реактивности ступени.

При величине ρK = 0,5 обеспечиваются наибольшие значения напора и КПД ступени, поэтому данная величина рекомендуется для всех ступеней компрессора. Кроме того, при данном значении получаются идентичными профили лопаток рабочего колеса и спрямляющего аппарата, что облегчает их изготовление. Выбираем .

Окружная составляющая скорости движения воздуха

(6.45)

Абсолютная скорость движения воздуха

(6.46)

Относительная скорость движения воздуха

(6.47)

Скорость распространения звука

(6.48)

Число М на среднем диаметре не должно превышать 1,2

(6.49)

По полученным данным строим план скоростей 1 ступени КВД (рис. 1).

Термодинамические параметры воздуха на входе в компрессор:

(6.50)

(6.51)

(6.52)

Площадь проточной части на входе в компрессор:

(6.53)

Параметры рабочего колеса. Диаметр рабочего колеса:

(6.54)

Диаметр втулки:

(6.55)

Средний диаметр рабочего колеса:

(6.56)

Высота лопатки:

(6.57)

Удлинение лопатки и густота лопаточной решётки.

На основании опытных данных для первой ступени компрессора удлинение лопатки и густота лопаточной решётки.

Хорда лопатки:

(6.58)

Шаг лопаток на рабочем колесе:

(6.59)

Ширина первой ступени:

(6.60)

Число лопаток рабочего колеса первой ступени:

(6.61)

Принимаем .

Частота вращения ротора:

(6.62)

Степень повышения давления в ступени:

Принимаем адиабатический КПД ступени .

(6.63)

Параметры заторможенного потока на выходе из ступени:

(6.64)

(6.65)

Аналогично, задаваясь законом изменения осевой скорости воздуха на входе в ступень и учитывая наружный диаметр постоянный, определяем параметры остальных ступеней компрессора низкого давления.