Глава II. Детальный расчет компрессора одновального газогенератора ТРДД

Распределение основных параметров по ступеням компрессора

В результате выполненного согласования и предварительного расчета компрессора и турбины газогенератора получены основные исходные параметры, необходимые для дальнейшего детального расчета компрессора.

Остальные параметры выбираются следующим образом.

1. Коэффициенты затраченной работы отдельных ступеней выбираются по статистическим рекомендациям. Поэтому при подборе по ступеням компрессора можно воспользоваться ориентировочно данными таблицы 2.1.

Таблица 2.1

Тип компрессора	Номер ступени и
I	II	III	IV		z - 2	z - 1	z
Дозвуковой	0,18-0,20	0,24-0,25	0,24-0,25	0,29-0,30	0,30-0,32	0,28-0,29	0,27-0,28	0,26-0,27
Трансзвуковой	0,19-0,22	0,27-0,29	0,30-0,32	0,32-0,33	0,33-0,35	0,31-0,32	0,27-0,28	0,26-0,27
С одной св/зв ступенью	0,23-0,25	0,27-0,29	0,30-0,32	0,32-0,33	0,33-0,35	0,31-0,32	0,27-0,28	0,26-0,27
С 2-мя св/зв ступенями	0,23-0,25	0,27-0,29	0,30-0,32	0,32-0,33	0,33-0,35	0,31-0,32	0,27-0,28	0,26-0,27
С 3-мя св/зв ступенями	0,23-0,25	0,27-0,29	0,30-0,32	0,32-0,33	0,33-0,35	0,31-0,32	0,27-0,28	0,25-0,26

Однако следует принять во внимание, что перед первой ступенью компрессора газогенератора стоят ступени вентилятора (каскада низкого давления). Это позволяет повысить коэффициент затраченной работы (напора) первой ступени компрессора в случае выполнения ее дозвуковой, до . Аналогично следует поступить и в случае, если первая ступень трансзвуковая или сверхзвуковая.

При схеме проточной части компрессора с окружные скорости , поэтому . При других схемах окружная скорость на периферии последующих ступеней будет меньше, чем при схеме с . Поэтому для выбранной в примере схемы (так же, как и для схемы с ) необходимо определить наружный диаметр промежуточных ступеней. Для этого по известным величинам , и строится в масштабе график изменения наружного диаметра по ступеням компрессора, и по нему определяют наружный диаметр промежуточных ступеней. Окружные скорости на периферии промежуточных ступеней определяются по формуле .

В нашем примере выбрано и . Характер распределения коэффициентов затраченной работы по ступеням компрессора представлены на графике (рис.2.1).

Рис. 2.1. Распределение коэффициента

затраченной работы и КПД по ступеням

компрессора газогенератора

С помощью этого графика корректируются значения отдельных ступеней с тем, чтобы . Для обеспечения этого равенства коэффициенты можно корректировать в пределах . На графике (см. рис.2.1) скорректированные значения коэффициентов обозначены точками.

2. Затраченная работа в ступенях компрессора (цифры приводятся для первой ступени):

.

3. Температура заторможенного потока на выходе из спрямляющего аппарата ступеней компрессора

К.

4. Коэффициенты полезного действия ступеней, входящих в компрессор, как правило не одинаковы. В первых и последних дозвуковых и трансзвуковых он оказывается на 1,5%…2,5% ниже среднего, а в первых сверхзвуковых он ниже на 2%…4%. В средних ступенях КПД больше среднего на 1%…2%. Такой характер изменения КПД определяется особенностями работы ступеней в системе многоступенчатого компрессора:

а) первые и последние ступени по сравнению со средними работают в более широком диапазоне режимов и, следовательно, здесь трудно обеспечить высокий КПД на всех режимах;

б) в первых ступенях сравнительно высокие скорости потока, а в последних – повышенные относительные радиальные зазоры.

Предварительный выбор КПД по ступеням компрессора можно проводить согласно рекомендациям, приведенным в таблице 1.1. Выбранные значения КПД ступеней показаны на рис.2.1.

Окончательные величины устанавливаются в процессе расчета степени повышения давления в каждой ступени.

,

и в тоже время должно соблюдаться условие

.

В связи с этим часто приходится подбором вносить небольшие корректировки в первоначально выбранные значения (В примере ).

5. Полное давление на входе в i – ю ступень:

Па.

6. Работа на лопатках в ступенях компрессора

,

где – коэффициент, учитывающий потери затрачиваемой работы в связи с наличием радиального зазора, неравномерности потока по шагу и радиусу и трения воздуха о стенки проточной части и диски рабочих колес.

В первом приближении для первых ступеней дозвуковых, околозвуковых и сверхзвуковых ступеней принимаем . В последних ступенях .

При детальных расчетах ступеней этот вид потерь уточняется.

Результаты расчетов по пунктам с 2 по 6 сведены в таблицу 2.2.

Таблица 2.2

Параметры	Ступени
I	II	III	IV	V
	0,291	0,305	0,295	0,285	0,278
,	59950,8		60774,8	58714,7	57272,6
, К	455,24	517,73	578,17	636,56	693,52
, К	395,62	455,24	517,73	578,17	636,56
	0,84	0,87	0,89	0,86	0,85
	1,5177	1,4841	1,4134	1,3384	1,2925
, 10^5 Па	2,59	3,94	5,84	8,26	11,06
			0,99	0,98	0,98
,	59950,8		60167,1	57540,4	56127,1

Дата добавления: 2015-10-29