Расчет осевого усилия КНД и вентилятора…..…243 4 страница

Рассмотрим подробно расчет выбранного варианта.

Задаем: по рекомендациям [1, с.9]; ;

Окружную скорость на наружном радиусе найдем по формуле

, (2.11)

где вентилятора, то есть .

Подставляя численные значения в (2.11), получаем величину окружной скорости на наружном радиусе

Окружную скорость найдем по формуле

(2.12)

Осевую составляющую скорости принимаем равной осевой составляющей скорости из п.1.3, то есть .

Значение скорости потока в абсолютном движении определим по формуле, рис.3

(2.13)

Плотность находим по формуле

, (2.14)

где - полное начальное давление на входе в компрессор, равное полному давлению после РК вентилятора из п.1.2; - статическая температура на входе в компрессор; - коэффициент потерь, выбранный по рекомендациям [1, с.25].

Статическую температуру на входе в компрессор находим по формуле

, (2.15)

где - удельная теплоемкость воздуха.

Подставляя численные значения в (2.14), получаем величину плотности

Полное давление с учетом потерь на входе находим по формуле

(2.16)

Статическое давление на входе в компрессор находим по формуле

(2.17)

Наружный радиус компрессора на входе определим по формуле

Заметим, что из п.2.2, что и требовалось в расчете.

Радиус втулки компрессора на входе определим по формуле

(2.19)

Средний радиус компрессора на входе найдем по формуле

(2.20)

Длину лопатки РК определим по формуле

(2.21)

Частоту оборотов КНД определим по формуле

(2.22)

Относительную предельную скорость определим по формуле, рис.2.1.

Коэффициент скорости определим по формуле

(2.24)

2.3.2. Расчет параметров на выходе компрессора

Расчет параметров на выходе из компрессора ведется для принятого типа проточной части КНД. Тип проточной части КНД принимается следующим: .

Политропный КПД компрессора по полным параметрам примем равным

Ввиду отсутствия за компрессором первого каскада выходного диффузора КПД диффузора принимаем равным

.

Определим полное давление за последней ступенью компрессора по формуле

(2.25)

Полную температуру за последней ступенью найдем по формуле

(2.26)

Для увеличения длины последних лопаток снижают расходную составляющую скорости на выходе из ПЧ за спрямляющим аппаратом, то есть

(2.27)

Ввиду отсутствия за компрессором первого каскада выходного диффузора, скорость

Полная температура на выходе из компрессора найдем по формуле

(2.28)

Полное давление на выходе из КНД определим по формуле

(2.29)

Плотность на выходе найдем по формуле

(2.30)

Ввиду отсутствия за компрессором выходного диффузора, параметры за последней ступенью компрессора

.

Полная температура в средней ступени считается по формуле

(2.31)

Плотность в средней ступени находится по формуле

(2.32)

Средние радиусы последней и средней ступени, согласно выбранному типу проточной части

Наружный радиус последней ступени находим по формуле

(2.33)

Радиус втулки последней ступени находим по формуле

(2.34)

Наружный радиус промежуточной ступени определим по формуле

(2.35)

Радиус втулки промежуточной ступени определим по формуле

(2.36)

Ввиду выбранного типа ПЧ, окружные скорости на среднем радиусе последней и средней ступени

Длины лопаток последней и средней ступени найдем по формулам

(2.37)

Отношение давлений ПЧ , находим по формуле

(2.38)

Найдем величину политропного напора по формуле

(2.39)

Далее величина политропного напора пересчитывается, при другом значении , в п.2.3.3.

Результаты расчета выходных параметров КНД сведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Результаты расчетов выхода КНД

Величины	Единицы измерения	Величина
	Па
	К	530,466
	м/с	183,605
	м/с	183,605
	м/с	183,605
	К	513,692
	Па
	кг/м^3	4,046
	Па
	К	513,692
	кг/м^3	4,046
	К	394,853
	кг/м^3	2,560
	м	0,303
	м	0,303
	м	0,289
	м	0,317
	м	0,281
	м	0,323
	м	0,028
	м	0,042
	м/с	290,512
	м/с	290,512
	-	4,954
	Дж/кг

2.3.3. Определение параметров компрессора

В таблице 2.3 представлены результатыосновных геометрических и газодинамических расчета параметров КНД. В расчете определяют параметры первой, средней и последней ступеней на среднем радиусе и по полученным значениям вычисляют напор и эффективность компрессора.Результаты расчета используются в дальнейшем при поступенчатых расчетах компрессора и расчетах кинематики потока на среднем радиусе.

Расчет итерационный. Задавшись величиной политропного КПД проточной части по полным параметрам , рассчитываем основные параметры компрессора и заново определяем величину . Расчет повторяется до достижения заданной точности :

.

Таблица 2.3

Определение основных геометрических и газодинамических параметров компрессора

Параметр	Ед. изм	Итерации
	-	0,870	0,870
	Дж/кг
	-	0,665	0,665
	-	0,632	0,632
	-	0,665	0,665
	-	0,752	0,752
	-	0,791	0,791
	-	0,752	0,752
	-	0,900	0,900
	-	0,950	0,950
	-	1,3	1,3
	-	0,590	0,590
	-	0,580	0,580
	-	0,660	0,660
	-	0,393	0,393
	-	0,367	0,367
	-	0,439	0,439
	Дж/кг	33126,640	33126,640
	Дж/кг	30936,913	30936,913
	Дж/кг	37056,919	37056,919
	-	6,109	6,110
	-
	Дж/кг	38575,652	38574,871
	-	0,687	0,687
	-	1,033	1,033
	-
	-	3,5	3,5
	-
	-
		0,028	0,028
		0,014	0,014
		0,014	0,014
	-	60,134	60,134
	-	129,559	129,559
	-	176,915	176,915
	-	61,000	61,000
	-	130,000	130,000
	-	177,000	177,000
	м	0,028	0,028
	м	0,014	0,014
	м	0,014	0,014
	-	0,313	0,313
	-	0,525	0,525
	-	0,256	0,256
	-	0,005	0,005
	-	0,018	0,018
	-	0,012	0,012
	-	0,895	0,895
	-	0,880	0,880
	-	0,892	0,892
	Дж/кг
	Дж/кг
	Дж/кг
	Дж/кг
	-	0,870	0,870
	-	4,947	4,947

Рассмотрим подробный расчет последней итерации.

Из предыдущей итерации .

Пересчитываем величину политропного напора , используя формулу (2.39),

Величину напора определяем по формуле

(2.40)

Используя данные из таблицы 2.1 и 2.2, найдем величины расхода для первой, средней и последней ступеней компрессора по формулам

(2.41)

Параметр определяем для первой, средней и последней ступеней

где - степень реактивности для всех ступеней.

По рекомендациям [1, с.11] были выбраны значения густоты решеток:

- для первой ступени ;

- для последней ступени ;

- для средней ступени ;

Отношение определяется по графику, приведенному в [1, c.6]. задается таким образом, чтобы обеспечить большую нагрузку средних ступеней.

(2.42)

Используя (2.41) и отношения (2.42), находим коэффициенты напора

Теоретический напор ступеней найдем по формулам

(2.43)

Число ступеней найдем по формуле

(2.44)

Пересчитываем теоретический напор для средней ступени

(2.45)

Пересчитываем величину коэффициента напора средней ступени

(2.46)

По рекомендациям [1, с.12] были выбраны относительные длины лопаток:

- для первой ступени ;

- для последней ступени ;

- для средней ступени ;

Используя данные таблицы 2.1 и 2.2 определим хорды лопаток

(2.47)

Число лопаток для ступеней найдем по формулам

(2.48)

Дата добавления: 2015-10-24