Расчет осевого усилия КНД и вентилятора…..…243 7 страница

Определим абсолютную скорость потока на входе в колесо , по формуле

(3.75)

Определим абсолютную скорость потока на выходе из колеса , по формуле

(3.76)

Угол потока , найдем по формуле

(3.77)

Угол потока , найдем по формуле

(3.78)

Относительную скорость потока на входе в колесо , найдем по формуле

(3.79)

Относительную скорость потока на выходе из колеса , найдем по формуле

(3.80)

Угол потока на входе , определим по формуле

(3.81)

Угол потока на выходе , определим по формуле

(3.82)

Найдем угол отклонения потока по формуле

(3.83)

Коэффициент относительной скорости на входе , найдем по формуле

(3.84)

Коэффициент абсолютной скорости на входе , найдем по формуле

(3.85)

Густоту решетки на текущем радиусе определим по формуле

(3.86)

Относительную составляющую , найдем по формуле

(3.87)

Угол потока , определим по формуле

(3.88)

Чтобы оценить результаты расчета необходимо обратить внимание на величины , на различных радиусах. В рассмотренном примере расчета первой ступени в корневом сечении и близки к критическим значениям, .Перегрузка ступени на втулочном радиусе вынужденная и вызвана необходимостью достижения достаточного повышения давления в ступени. Далее при рассмотрении расчета остальных ступеней эти величины ниже критических.Угол поворота потока максимален на втулочном радиусе и составляет , что ниже условно предельного значения .

При расчетах второй, третьей и последней ступеней, в связи с принятым законом изменения закрутки потока, используя формулы 3.60 и 3.61, считаем: и . Отсюда .

3.5. Расчет геометрических параметров направляющих аппаратов КНД

Целью расчета является определение основных геометрических параметров НА КНД на среднем радиусе по ступеням. Также результаты расчета используются при построении профилей лопаток НА в меридиональной плоскости.

Рассмотрим пример расчета для первой ступени.

Величина хорды лопатки НА принимается равной величине хорды лопатки РК:

Для первой ступени

По длине лопатки величина хорды принимается неизменной.

Длину лопатки принимаем равной длине лопатки РК. Для первой ступени

Для входного НА , а для выходного .

Угол потока на входе в последующую ступень .

Угол потока на выходе из РК первой ступени .

Угол найдем по формуле

(3.89)

Угол поворота потока , найдем по формуле

(3.90)

Параметр находим по графику [1, с.59]. Для первой ступени .

Параметр , найдем по формуле

(3.91)

Густоту решеток найдем по графику [1, с.63]. Для первой ступени

Шаг решетки , найдем по формуле

(3.92)

Число лопаток , найдем по формуле

(3.93)

Пересчитываем длину хорды по формуле

(3.94)

Результаты расчета геометрических параметров направляющих аппаратов КНД представлены в таблице 3.8.

3.6. Основные газодинамические и конструктивные параметры КНД

Основные конструктивные и газодинамические параметры проектируемого КНД сведены в таблице 3.9.

3.7. Расчет спрямляющего аппарата и определение параметров за компрессором.

Параметры газа на входе и выходе из спрямляющего аппарата:

;

;

;

;

;

Принимаем КПД СА равным:

.

Определим термодинамические параметры потока газа на выходе из спрямляющего аппарата:

; (3.95)

; (3.96)

;

; (3.97)

Ввиду отсутствия за КНД диффузора параметры за СА приравниваем к выходным параметрам КНД.

Определим выходные параметры торможения за КНД:

; (3.98)

;

; (3.99)

.

Определим отношение давлений КНД по параметрам торможения:

(3.100)

Отношение давлений КНД отличается от определенного в разделе 2.1 на 0,65%. Пересчет проточной части не производим.

3.8. Расчет КПД и мощности потребляемой компрессором

Политропный напор проточной части КНД , определим по формуле

(3.101)

Политропный напор КНД , определим по формуле

Политропный КПД КНД , определим по формуле, используя данные из таблицы 2.3.

, (3.103)

Внутреннюю мощность КНД , определим по формуле

(3.104)

3.9. Расчет внешних утечек в КНД

Схема расчета внешних утечек через концевое лабиринтное уплотнение КНД приведена на рис 3.1.

Рис. 3.1. Схема расчета протечек через концевое лабиринтное уплотнение

Массовый расход через концевое уплотнение КНД , определим по формуле

, (3.105)

где - опытный коэффициент, соответствующий уплотнению;

- площадь сечения щели, м²;

;

- зазор в уплотнении;

- давление газа перед уплотнением;

- давление газа за уплотнением;

- число гребешков уплотнения;

- температура газа перед уплотнением;

- ускорение свободного падения;

- газовая постоянная воздуха.

Число гребешков в концевом уплотнении КНД: ;

Зазор в уплотнении примем равным: .

Определим массовый расход через концевое уплотнение КНД, используя формулу 3.105

Определим относительную утечку через уплотнение по формуле

(3.106)

Таким образом, относительная утечка через концевое уплотнение КНД составляет около 2%. Пересчет уплотнения не производим.

Таблица 3.1

Предварительный поступенчатый расчет КНД на среднем радиусе

Величина	Ед. измерения	Ступени
						Выход
	м/с	193,269	193,269	193,269	193,269	193,269	183,605	183,605
	-	0,895	0,895	0,892	0,892	0,885	0,880
	Дж/кг	33126,640	35850,22827	38573,817	38573,817	34755,36475	30936,913
	м/с	0,000	0,000	0,000	0,000	1820,949	0,000
	К	32,965	35,675	38,386	38,386	34,586	30,786
	К	32,965	35,675	38,386	38,386	36,398	30,786
	К	299,490	332,455	368,131	406,517	444,902	481,300	512,086
	К	321,950	354,915	390,591	428,976	467,362	501,948	532,734
	Дж/кг	29664,369	32103,299	34424,541	34424,541	30758,498	27236,314
	-	1,357	1,350	1,340	1,307	1,247	1,201
	Па	138550,553	188044,194	253861,327	340191,484	444577,836	554573,192	666183,327
	Па	107569,396	149586,158	206337,648	281826,031	374185,880	478751,537	580107,840
		1,251	1,567	1,952	2,414	2,928	3,463	3,944
	-	0,859	0,878	0,898	0,918	0,937	0,957
	м/с	338,296	331,353	324,410	317,467	310,524	303,581
	-	0,665	0,664	0,663	0,663	0,664	0,632
	-	0,393	0,423	0,455	0,455	0,410	0,367
	-	0,590	0,637	0,685	0,685	0,618	0,580
	-	0,900	1,100	1,300	1,300	1,125	0,950

Таблица 3.2

Расчет кинематики потока на среднем радиусе

Величина	Ед. измерения	Ступени
r	м	0,303	0,303	0,303	0,303	0,303	0,303
	м/с	290,512	290,512	290,512	290,512	290,512	290,512
	м/с	193,269	193,269	193,269	193,269	193,269	183,605
	Дж/кг	33126,640	35850,228	38573,817	38573,817	34755,365	30936,913
	-	1,000	0,990	0,990	0,980	0,980	0,980
	м/с	114,029	124,650	134,120	135,489	122,076	108,664
	м/с	88,242	82,931	78,196	77,512	84,218	90,924
	м/с	202,270	207,581	212,316	213,000	206,294	199,588
	м/с	-202,270	-207,581	-212,316	-213,000	-206,294	-199,588
	м/с	-88,242	-82,931	-78,196	-77,512	-84,218	-90,924
	м/с	212,460	210,310	208,488	208,233	210,821	204,885
	м/с	279,761	283,624	287,108	287,614	282,684	271,194
	Градусы	65,414	66,730	67,926	68,101	66,409	63,609
	градусы	43,651	42,910	42,266	42,174	43,087	42,566
	градусы	43,651	42,910	42,266	42,174	43,087	42,566
	градусы	65,414	66,730	67,926	68,101	66,409	63,609
	градусы	21,763	23,821	25,661	25,927	23,322	21,043
	м/с	279,761	283,624	287,108	287,614	282,684	271,194
	-	0,852	0,82246	0,794	0,759	0,714	0,661

Таблица 3.3

Уточненный поступенчатый расчет КНД на среднем радиусе

Величина	Ед. измерения	Ступени	Выход
	град	53,027	52,976	52,952	52,953	52,980	51,612
	-	0,900	1,100	1,300	1,300	1,125	0,950
	-	3,500	3,200	3,000	3,000	2,500	2,000
	м	0,028	0,025	0,020	0,014	0,014	0,014
	-	0,005	0,008	0,010	0,012	0,015	0,018
	-	0,317	0,284	0,256	0,256	0,356	0,526
	-	1,047	0,936	0,852	0,861	0,897	0,977
	-	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018
	-	0,034	0,031	0,031	0,027	0,024	0,022
	-	0,006	0,006	0,005	0,005	0,007	0,011
	-	0,020	0,016	0,013	0,013	0,014	0,017
	-	0,060	0,053	0,049	0,046	0,046	0,050
	-	0,057	0,057	0,058	0,053	0,051	0,051
	-	0,885	0,887	0,885	0,893	0,897	0,900
	-	580098,935	645591,341	650711,110	564413,585	673627,706	763170,408
	-	0,867	0,866	0,864	0,871	0,872	0,871
	Дж/кг	28711,640	31046,855	33313,440	33613,107	30304,399	26947,200
	Дж/кг	454,533	381,461	53,274	-542,283	1233,694	4133,563
	К	32,965	35,675	38,386	38,386	34,586	30,786
	К	33,417	36,055	38,439	37,846	35,814	34,899
	К	321,950	354,915	390,591	428,976	467,362	501,948	532,734
	К	299,490	332,908	368,963	407,402	445,248	481,061	515,961
	-	1,344	1,337	1,327	1,299	1,243	1,199
	Па	136433,614	183363,411	245109,547	325374,804	422540,872	525366,459	629871,424
	Па	105925,824	146558,430	200804,440	271610,711	356605,113	452749,888	563149,553
	кг/м^3	1,232	1,533	1,895	2,321	2,789	3,277	3,800
Km	-	0,980	0,970	0,970	0,960	0,960	0,960
	м	0,089	0,072	0,058	0,048	0,040	0,036
	м	0,032	0,023	0,015	0,011	0,012	0,015
	-
	м	0,028	0,025	0,020	0,014	0,014	0,014
	-	3,117	2,882	2,914	3,434	2,859	2,569
	-	0,006	0,007	0,009	0,010	0,012	0,014
	-	0,356	0,315	0,264	0,224	0,311	0,410
	-	1,047	0,936	0,852	0,861	0,897	0,977
	-	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018	0,018
	-	0,034	0,031	0,031	0,027	0,024	0,022
	-	0,007	0,006	0,005	0,004	0,006	0,008
	-	0,020	0,016	0,013	0,013	0,014	0,017
	-	0,061	0,054	0,049	0,045	0,045	0,047
	-	0,058	0,057	0,058	0,053	0,050	0,048
	-	0,884	0,886	0,885	0,895	0,899	0,904
	-	571235,497	630998,486	631533,285	543165,963	643037,572	725446,897
	-	0,864	0,868	0,867	0,877	0,881	0,887
	Дж/кг	28609,151	31108,882	33454,293	33832,139	30614,181	27430,753
	Дж/кг	454,533	381,461	53,274	-542,283	1233,694	4133,563
	К	32,965	35,675	38,386	38,386	34,586	30,786
	К	33,417	36,055	38,439	37,846	35,814	34,899
	К	321,950	354,915	390,591	428,976	467,362	501,948	532,734
	К	299,490	332,908	368,963	407,402	445,248	481,061	515,961
	-	1,343	1,338	1,329	1,301	1,246	1,203
	Па	136433,614	183170,012	244993,039	325609,894	423566,781	527815,910	634871,567
	Па	105925,824	146403,851	200708,992	271806,955	357470,932	454860,774	567620,034
	кг/м^3	1,232	1,531	1,894	2,323	2,795	3,292	3,831
	м	0,693	0,676	0,663	0,652	0,644	0,640
	м	0,519	0,536	0,549	0,560	0,568	0,572
	м	0,606	0,606	0,606	0,606	0,606	0,606

Таблица 3.4

Дата добавления: 2015-10-24