расчёт по среднему диаметру проточной части.

При распределении параметров по ступеням многоступенчатого компрессора необходимо руководствоваться принципами и рекомендациями изложенными в [1, 2, 3, 4, 7]. В качестве примера приводится распределение и расчёт параметров на среднем диаметре для десятиступенчатого компрессора с параметрами выбранными в пункте 1.

2.1 Распределение параметров по ступеням компрессора. Число ступеней компрессора: .

2.1.1 Распределение работ

Абсолютная величина работы сжатия в ступени зависит от температуры на входе в ступень, то сравнивать нагрузку ступеней по работе практически не возможно. Поэтому целесообразно распределять по ступеням коэффициент теоретического напора .

, .

.

где .

Действительная работа i - ой ступени компрессора определяется следующим образом:

,

где – окружная скорость.

Суммарная действительная работа компрессора определяется как сумма работ каждой ступени:

,

2.1.2 Распределение коэффициента полезного действия

КПД первой ступени снижается по сравнению со средним значением – это объясняется повышенным уровнем неравномерности на входе в компрессор. А относительное снижение КПД последней ступени объясняется усилившимся влиянием радиальных зазоров на коротких лопатках.

,

.

.

2.1.3 Распределение полной температуры

,

2.1.4 Распределение степени повышения давления

.

2.1.5 Распределение полного давления по ступеням

,

где .

2.2 Расчет параметров на среднем диаметре компрессора

2.2.1 Распределение осевых составляющих приведенной скорости по проточной части:

,

Принимаем:

0,6

0,56

0,52

0,48

0,44

0,4

0,36

0,3

0,29

0,27

0,57

0,53

0,49

0,46

0,42

0,38

0,34

0,3

0,27

0,25

где .

Тогда осевые составляющие абсолютных скоростей на входе в рабочее колесо для каждой ступени:

,

186,4

185,2

182,7

178,5

172,2

163,9

153,9

142,3

133,7

128,5

осевые составляющие абсолютных скоростей на входе в направляющий аппарат для каждой ступени:

,

196,4

195,2

192,7

188,5

182,2

173,97

163,9

152,3

143,7

138,5

2.2.2 Распределение степени реактивности:

0,45

0,48

0,51

0,54

0,57

0,59

0,62

0,65

0,67

0,7

2.2.3 Назначаем коэффициент расхода, учитывающий радиальную неравномерность поля осевых скоростей :

2.2.4 Аксиальные площади сечений входа в рабочие колеса ступеней по проточной части:

,

0,17

0,13

0,1

0,079

0,065

0,055

0,048

0,04

0,039

0,035

высоты лопаток рабочих колес:

,

2.2.5 Диаметры проточной части:

- периферии

,

- втулки

,

2.2.6 Окружная скорость на среднем диаметре:

,

.

2.2.7 Коэффициент напора по окружной скорости на среднем диаметре:

,

0,32

0,36

0,37

0,374

0,376

0,374

0,372

0,37

0,36

0,33

2.2.8 Входная закрутка потока на входе в рабочее колесо:

,

83,6

2.2.9 Угол входа потока в рабочее колесо в абсолютном движении:

,

2.2.10 Критическая скорость потока на входе в ступень в абсолютном движении:

,

2.2.11 Приведенная абсолютная скорость на входе в ступень:

,

0,74

0,66

0,599

0,54

0,489

0,44

0,39

0,34

0,31

0,29

2.2.12 Окружная составляющая относительной скорости:

,

2.2.13 Угол набегания потока на рабочее колесо в относительном движении

,

2.2.14 Температура торможения на входе в рабочее колесо в относительном движении

,

301,4

345,3

439,8

487,9

534,7

582,6

630,1

675,6

2.2.15 Критическая скорость потока в относительном движении

,

2.2.16 Приведенная относительная скорость на входе в рабочее колесо

,

0,886

0,862

0,833

0,803

0,775

0,713

0,72

0,699

0,677

0,663

2.2.17 Аксиальные площади сечений выхода из рабочего колеса ступеней по проточной части:

,

0,126

0,09

0,07

0,06

0,05

0,041

0,036

0,033

0,031

0,029

высоты лопаток рабочих колес в выходных сечениях:

,

2.2.18 Диаметры проточной части:

- периферии

,

- втулки

,

2.2.19 Окружная скорость на среднем диаметре:

,

2.2.20 Входная закрутка потока на выходе из рабочего колеса

,

2.2.21 Угол выхода потока на рабочего колеса в абсолютном движении

,

2.2.22 Критическая скорость потока в абсолютном движении на выходе из рабочего колеса

,

330,6

2.2.23 Приведенная абсолютная скорость на выходе из рабочего колеса

,

0,951

0,883

0,813

0,747

0,684

0,63

0,574

0,519

0,477

0,433

2.2.24 Окружная составляющая относительной скорости

,

2.2.25 Угол выхода потока из рабочего колеса в относительном движении

,

2.2.26 Углы поворота потока в межлопаточном канале направляющего аппарата и рабочего колеса:

,

,

2.2.27 Относительные скорости на входе и выходе из рабочего колеса:

,

,

2.2.28 Абсолютные скорости на входе и выходе из рабочего колеса:

,

,

2.2.29 Назначаем распределение удлинений лопаток по данным табл. 5:

Таблица 5 – Распределение удлинений лопаток

2 – 2,5	0,6
1,8– 2	0,7
1,5 – 1.8	0,8
0,8	1,2

Тогда

Таблица 6 – Распределение удлинений лопаток

№ ступени
	1,7	0,78
	1,8	0,87
	1,5	0,913
	1,4	0,913
		0,983
		1,027
	0,9	1,089
	0,9	0,168
	0,85	1,2
		1,16

2.2.30 Осевая ширина рабочего колеса:

,

2.2.31 Осевая ширина направляющего аппарата:

,

2.2.32 Осевой зазор

,

По результатам расчёта строятся треугольники скоростей для всех ступеней компрессора и схема проточной части компрессора.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Учебники и монографии:

1. Кампсти Н. Аэродинамика компрессоров: Пер. с англ. – М.: Мир, 2000. – 688с.

2. Холщевников К.В., Емин О.Н., Митрохин В.Т. Теория и расчёт авиационных лопаточных машин. – М., Машиностроение, 1986. – 432с.

3. Емин О.Н., Карасёв В.Н., Ржавин Ю.А. Выбор параметров и газодинамический расчёт осевых компрессоров и турбин авиационных ГТД.: Учебное пособие. – М.: «Дипак», 2004. – 156с.

4. Ржавин Ю.А., Емин О.Н., Карасёв В.Н. Лопаточные машины двигателей летательных аппаратов. Теория и расчёт.: Учебное пособие. – М.: Изд – во МАИ – ПРИНТ, 2008. – 700с.

5. Белоусов А.Н., Мусаткин Н.Ф., Радько В.М. Теория и расчёт авиационных лопаточных машин.: Учебник для вузов. 2-е изд., испр. и дораб. – Самара, 2003. – 344с.

6. Белоусов А.Н., Мусаткин Н.Ф., Радько В.М., Кузьмичёв В.С. Проектный термогазодинамический расчёт основных параметров авиационных лопаточных машин.: Учебное пособие. – Самара, 2006 – 316с.

7. Ржавин Ю.А. Осевые и центробежные компрессоры двигателей летательных аппаратов. Теория, конструкция и расчёт: Учебник. – М.: Изд-во МАИ, 1995. – 344с.

8. Теория и расчёт турбокомпрессоров. Под ред. К.П.Селезнёвоа. – Л.: Машиностроение, 1986. - 392с.

9. Рис В.Ф. Центробежные компрессорные машины. – Л.: Машиностроение, 1981. - 351с.

10. Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы: Справочник / Под. общ. ред. А.В.Клименко и В.М.Зорина. – М.: Изд-во МЭИ, 2000 – 528 с. - (Теплоэнергетика и теплотехника; кн. 1).

11. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический

эксперимент.: Справочник / Под общ. ред. А.В.Клименко и В.М.Зорина –

М.: Изд-во МЭИ, 2001 – 564 с. - (Теплоэнергетика и теплотехника; кн. 2).

12. Ремизов А.Е., Пономарёв В.А. Формирование облика проточной части базового ТРДД семейства на ранней стадии проектирования.: Учебное пособие, - Рыбинск: РГАТА, 2008. – 160с.

Дата добавления: 2015-07-10