Определение ширин лопаток компрессора в первом приближении и построение меридионального сечения проточной части компрессора

Для построения меридионального сечения проточной части компрессора необходимо найти ширины направляющих и рабочих лопаток, а также величины радиальных и осевых зазоров в проточной части. При первоначальном проектировании они рассчитываются, опираясь на статистические данные с помощью величины относительной высоты лопатки – отношения высоты лопатки к ширине . При вычислении в первом приближении можно считать, что высота лопаток по длине компрессора меняется линейно от значения на входе , до значения на выходе , величины которых были найдены в разделе 2.3.

2.4.2.1. Высота лопатки в каждом сечении определяются в предположении о ее линейном изменении по соотношениям приведенным в таблице 2.6.

2.4.2.2. Выбираются значения относительной высоты рабочих лопаток на входе и выходе узла. Для компрессора газогенератора рекомендуются следующие диапазоны изменения этой величины:

- = 2,5…...4,5 – для первой дозвуковой ступени;

- = 2,0...…3,5 – для первой околозвуковой ступени;

- = 1,7…...3,0 – для первой сверхзвуковой ступени;

- = 1,0…...2,5 – для последней ступени.

Величины относительных ширин рабочих лопаток в промежуточных ступенях находятся в предположении, что от входа к выходу они меняются по линейному закону (таблица 2.6).

2.4.2.3. Ширина рабочих лопаточных венцов у втулки находится по формуле:

2.4.2.4. Ширины лопаточных венцов направляющих аппаратов равны:

2.4.2.5. Осевые зазоры между венцами рабочих колес и спрямляющих аппаратов вычисляется следующим образом:

2.4.2.7. Находится ширина входного направляющего аппарата:

Расчетные формулы для определения ширин лопаток и зазоров компрессора газогенератора сведены в таблицу 2.6.

2.4.2.6. Для каждой ступени выбирается величина радиального зазора в РК . Его выбор осуществляется по тем же рекомендациям, что и радиальный зазор в турбине (см. п 2.4.1.5). Обычное значение величины радиального зазора находится в диапазоне 0,5...1,5мм [1,13,14,15].

В рассматриваемом примере компрессор десятиступенчатый. Результаты расчета линейных размеров проточной части компрессора в рассматриваемом примере, проведенные в соответствии с изложенными выше рекомендациями, приведены в таблице 2.7.

2.4.2.8. По полученным размерам вычерчивается меридиональный профиль проточной части компрессора. Построение ведется в следующей последовательности:

Шаг 1. Строятся координатные оси. Вертикальная ось радиус - R, ее начало лежит на оси вращения. Предельное значение – незначительно (на 5…...10%) превышает предельное значение радиуса компрессора Горизонтальная ось – длина компрессора L. Предпочтительно, чтобы цена делений обоих осей была одинаковой. В этом случае проточная часть будет изображена на эскизе без искажений (рисунок 2.10).

Шаг 2. Проводится вертикальная линия. Полученной линии присваивается наименование А-А (рисунок 2.10).

Шаг 3. Строится линия, параллельная вертикали А-А, отстоящая от нее на расстояние (рисунок 2.10).

Шаг 4. Строится линия, параллельная А-А, отстоящая от линии, построенной в шаге 3, на расстояние (рисунок 2.10).

Шаг 5. Строится линия, параллельная полученной в предыдущем шаге, отстоящая от нее на расстояние (рисунок 2.10).

Шаг 6. Строится линия, параллельная полученной в предыдущем шаге, отстоящая от нее на расстояние . Построенные линии сформировали в осевом направлении первую ступень компрессора (рисунок 2.10).

Таблица 2.6 - Расчетные формулы для определения ширин лопаток и осевых зазоров компрессора

Номер ступени	1	2	3	i	z-2	z-1	z
Высота лопатки
относительная высота РК
Ширина рабочей лопатки
Ширина направляющей лопатки
Величина осевого зазора

Таблица 2.7 – Результаты расчета линейных размеров проточной части компрессора ВД в рассматриваемом примере

ступень	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
, м	0,1366	0,1254	0,1141	0,1028	0,0915	0,0803	0,0690	0,0577	0,0465	0,0352
	3,00	2,83	2,67	2,50	2,33	2,17	2,00	1,83	1,67	1,50
, м	0,0455	0,0442	0,0428	0,0411	0,0392	0,0370	0,0345	0,0315	0,0279	0,0235
, м	0,0410	0,0398	0,0385	0,0370	0,0353	0,0333	0,0311	0,0283	0,0251	0,0211
, м	0,0114	0,0111	0,0107	0,0103	0,0098	0,0093	0,0086	0,0079	0,0070	0,0059

Рисунок 2.10 – Шаги 1…...6 процесса построения проточной части компрессора

Шаг 7. Действия шагов 3...6 повторяются последовательно для оставшихся ступеней компрессора в порядке следования. Осевые размеры венцов и осевых зазоров берутся по значениям, найденным в п.2.4.2.1...2.4.2.7. Для последней ступени шаг 6 (построение линии отстоящей на ) не выполняется. Последней линии присваивается наименование Б-Б (рисунок 2.11).

Шаг 8. На линии А-А ставится точка 1, отстоящая от оси вращения на расстояние . Аналогично строятся точки 2 и 3, находящиеся на расстоянии и соответственно (рисунок 2.12).

Шаг 9. Таким же образом на линии Б-Б строятся точки 4, 5 и 6, находящиеся на расстоянии и от оси вращения соответственно (рисунок 2.12).

Шаг 10. Точки 1 и 4, а также 3 и 6 попарно соединяются сплошными линиями, а точки 2 и 5 – штрихпунктирными (рисунок 2.12).

Шаг 11. Параллельно верхним торцам рабочих лопаток проводятся параллельные линии, отстоящие от них на величину (рисунок 2.12).

Шаг 12. Из средних частей рабочих лопаток опускаются вниз перпендикулярные отрезки, символизирующие диски. Их следует соединить горизонталью на произвольном радиусе (рисунок 2.12).

Рисунок 2.11 – Результат построения проточной части компрессора после 7 шага

Рисунок 2.12 – Результат построения проточной части компрессора после шага 8...12 шагов

Проточная часть компрессора, построенная по размерам, вычисленным в рассматриваемом примере, показана на рисунке 2.13.

2.4.2.9. Поместив эскизы проточной части турбины, полученный в разделе 2.4.1, и компрессора, полученный выше, на один рисунок, имеем эскиз проточной части турбокомпрессора газогенератора (рисунок 2.14). Расстояние между компрессором и турбиной определяется при проектировании камеры сгорания, которое не рассматривается в данной работе. При выполнении курсового проектирования его можно принять произвольным образом, например равным осевой длине турбины.

Дата добавления: 2015-10-13