Расчет осевого усилия КНД и вентилятора…..…243 12 страница

5. Расчет характеристик КНД и КВД

5.1. Расчет характеристики КНД

Расчет характеристики компрессора выполняют на основе характеристик отдельных ступеней. Расчет характеристики ступеней в виде зависимостей , выполнен с привлечением обобщенной характеристики плоских решеток, полученной при числах близких к нулю, рис.5.1. Учет влияния на форму характеристики определяют с помощью формул, представленных в алгоритме и полученных обобщением экспериментальных результатов.

Рис. 5.1 Обобщенная характеристика плоских решеток

Выбор расчетного угла атаки осуществляют в зависимости от величины . При оптимальный угол атаки лежит в пределах , изменяясь примерно по линейному закону.

Приведем пример расчета характеристики первой ступени КНД. Расчет будет проводиться при .

Оптимальный угол атаки задаем при . Из расчета кинематики потока на среднем радиусе .

Величина , из рис.5.1.

Угол отклонения потока найдем по формуле

(5.1)

Найдем величину угла атаки на расчетном режиме

Угол установки лопатки находим по формуле,

, (5.2)

где - угол входа потока из расчета кинематики потока.

Угол входа потока для расчетного режима определим по формуле

Угол выхода потока для расчетного режима определим по формуле

(5.3)

Угол определим по формуле

(5.4)

Коэффициент расхода найдем по формуле

(5.5)

Определим коэффициент напора по формуле

(5.6)

Коэффициент подъемной силы найдем по формуле

(5.7)

Коэффициент профильного сопротивления определяем из графика на рис.5.1.

Коэффициент скорости найдем по формуле

где и из предыдущих расчетов.

Коэффициент определим по формуле

(5.9)

Если , то принимаем 1,9.

Коэффициент найдем по формуле

(5.10)

Коэффициент найдем по формуле

(5.11)

Коэффициент сопротивления определим по формуле

(5.12)

Коэффициент скольжения найдем по формуле

(5.13)

Коэффициент полезного действия найдем по формуле

(5.14)

Число Рейнольдса найдем по формуле

(5.15)

КПД по статическим параметрам найдем по формуле

(5.16)

Параметр определим по формуле

(5.17)

Зависимости , изобразим графически на рис.5.2.

Рис. 5.2. Характеристика первой ступени в виде зависимостей ,

Из предыдущих расчетов и исходных данных при оптимальном угле атаки, т.е. при номинальном режиме: , , , .

Построим треугольник скоростей для режима с оптимальным углом атаки, рис.5.3.

Рис.5.3. Треугольник скоростей для режима с оптимальным углом атаки

Построим треугольник скоростей для расчетного режима с изменением угла атаки на , рис.5.4.

Рис. 5.4. Треугольник скоростей для расчетного режима

Из треугольника для расчетного режима: , .

Плотность найдем по формуле

Найдем массовый расход по формуле

Сведем в таблицу 5.1. результаты расчета. Ниже представлены таблицы расчетов и графики зависимостей , всех ступеней КНД.

Таблица 5.1.

Расчет характеристики первой ступени

Величина	Единица измерения
-0,6	-0,4	-0,2		0,2	0,4	0,6
	град	-7,058	-2,705	1,647	6,000	10,353	14,705	19,058
	-	0,370	0,620	0,830	1,000	1,160	1,240	1,240
	град	8,052	13,493	18,064	21,763	25,246	26,987	26,987
	град	56,709	52,356	48,003	43,651	39,298	34,945	30,593
	град	64,761	65,849	66,067	65,414	64,544	61,932	57,579
	-	0,657	0,771	0,900	1,048	1,222	1,431	1,691
	-	0,471	0,448	0,444	0,458	0,476	0,533	0,635
	град	60,530	58,577	56,051	52,979	49,625	45,471	40,638
	-	0,886	0,820	0,744	0,664	0,589	0,509	0,430
	-	0,164	0,265	0,340	0,392	0,439	0,457	0,454
	-	0,358	0,612	0,841	1,048	1,263	1,422	1,529
	-	0,083	0,034	0,019	0,018	0,019	0,035	0,120
	-	0,938	0,916	0,885	0,851	0,823	0,786	0,747
	--	0,266	0,122	0,060	0,037	0,036	0,077	0,231
	-	0,002	0,007	0,013	0,020	0,029	0,036	0,042
	-	0,007	0,007	0,007	0,007	0,007	0,007	0,007
	-	0,275	0,136	0,080	0,064	0,072	0,120	0,280
	-	0,768	0,222	0,095	0,061	0,057	0,085	0,183
	-	-0,251	0,560	0,807	0,879	0,890	0,844	0,694
	-	570236,779
	-	-0,223	0,542	0,783	0,859	0,876	0,837	0,695
	-	-0,037	0,143	0,266	0,337	0,385	0,382	0,315
	кг/с	45,508	44,033	42,272	39,400	37,774	34,986	31,812
	м/с	233,930	221,627	208,050	193,269	177,373	160,458	142,613
	м/с	257,252	243,724	228,792	212,538	195,057	176,455	156,832
		1,175	1,200	1,227	1,232	1,286	1,317	1,348

Таблица 5.2.

Расчет характеристики второй ступени

Величина	Единица измерения
-0,6	-0,38	-0,18		0,2	0,38	0,53
	град	-8,793	-3,552	1,212	5,500	10,264	14,552	18,125
	-	0,370	0,620	0,830	1,000	1,160	1,240	1,240
	град	8,814	14,769	19,771	23,821	27,632	29,538	29,538
	град	57,202	51,961	47,197	42,910	38,145	33,858	30,284
	град	66,016	66,730	66,969	66,730	65,778	63,395	59,822
	-	0,644	0,782	0,926	1,076	1,273	1,491	1,712
	-	0,445	0,430	0,425	0,430	0,450	0,501	0,581
	град	61,379	58,730	55,911	52,978	49,207	45,078	41,039
	-	0,918	0,825	0,740	0,664	0,580	0,502	0,436
	-	0,181	0,288	0,367	0,425	0,473	0,492	0,488
	-	0,318	0,548	0,754	0,937	1,133	1,274	1,350
	-	0,083	0,034	0,019	0,018	0,019	0,035	0,070
	-	0,920	0,882	0,850	0,822	0,792	0,759	0,728
	--	0,250	0,108	0,053	0,034	0,035	0,081	0,153
	-	0,002	0,005	0,010	0,016	0,023	0,029	0,033
	-	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006	0,006
	-	0,259	0,120	0,069	0,056	0,064	0,117	0,192
	-	0,812	0,219	0,092	0,060	0,057	0,092	0,142
	-	-0,338	0,565	0,814	0,881	0,890	0,832	0,753
	-	622439,501
	-	-0,311	0,548	0,793	0,863	0,878	0,825	0,751
	-	-0,056	0,158	0,291	0,367	0,415	0,406	0,367
	кг/с	46,055	44,366	42,310	39,431	37,320	34,415	31,792
	м/с	237,628	224,108	208,881	193,938	176,067	158,938	143,981
	м/с	258,670	243,952	227,376	211,110	191,657	173,011	154,365
		1,456	1,487	1,521	1,527	1,592	1,626	1,659

Рис. 5.5. Характеристика второй ступени

Таблица 5.3.

Расчет характеристики третьей ступени

Величина	Единица измерения
-0,6	-0,4	-0,2		0,2	0,33	0,48
	град	-10,396	-5,264	-0,132	5,000	10,132	13,468	17,317
	-	0,370	0,620	0,830	1,000	1,160	1,240	1,240
	град	9,494	15,910	21,298	25,661	29,766	31,819	31,819
	град	57,662	52,530	47,398	42,266	37,133	33,798	29,948
	град	67,156	68,439	68,696	67,926	66,900	65,617	61,768
	-	0,633	0,766	0,920	1,100	1,321	1,494	1,736
	-	0,421	0,395	0,390	0,406	0,427	0,453	0,537
	град	62,157	59,806	56,738	52,978	48,814	45,721	41,304
	-	0,948	0,861	0,764	0,664	0,572	0,514	0,440
	-	0,199	0,316	0,400	0,457	0,507	0,529	0,522
	-	0,288	0,494	0,681	0,853	1,035	1,146	1,217
	-	0,083	0,034	0,019	0,018	0,019	0,035	0,060
	-	0,901	0,871	0,833	0,793	0,761	0,741	0,708
	--	0,892	1,251	1,641	1,992	2,227	2,359	2,555
	-	0,235	0,104	0,049	0,031	0,031	0,067	0,116
	-	0,001	0,004	0,008	0,013	0,019	0,024	0,027
	-	0,005	0,005	0,005	0,005	0,005	0,005	0,005
	-	0,242	0,113	0,063	0,049	0,055	0,096	0,148
	-	0,840	0,230	0,093	0,058	0,053	0,083	0,121
	-	615946,268		0,810	0,885	0,897	0,846	0,785
	-	-0,384	0,516	0,787	0,868	0,884	0,836	0,780
	-	-0,076	0,163	0,315	0,396	0,448	0,442	0,407
	кг/с	46,924	45,052	42,777	39,421	36,865	34,521	31,549
	м/с	243,499	228,877	212,419	194,258	174,540	160,962	144,620
	м/с	262,760	246,980	229,221	209,623	188,345	173,693	156,059
		1,790	1,829	1,871	1,885	1,962	1,993	2,027

Дата добавления: 2015-10-24