Расчет осевого усилия КНД и вентилятора…..…243 16 страница

Используя Таблицы 5.14.-5.21 сводим в таблицы 5.22-5.27 и используя формулы (5.27-5.31) определяем характеристики каждой ступени при различных массовых расходах.

Таблица 5.22.

Расчет характеристики ступеней компрессора при массовом расходе

Величина	Единица измерения	Ступени
	м/с	224,3	225,8	223,8	223,8	225,5	218,0	188,6
	-	0,335	0,322	0,525	0,535	0,316	0,313	0,429
	-	0,034	0,035	0,062	0,062	0,030	0,025	0,033
	Дж/кг
	К	17,4	19,3	21,1	21,1	17,9	14,7	14,5
	К	558,4	577,7	598,8	619,9	637,8	652,6	667,0
	-	1,038	1,039	1,068	1,067	1,032	1,025	1,033

Таблица 5.23.

Расчет характеристики ступеней компрессора при массовом расходе

Величина	Единица измерения	Ступени
	м/с	211,4	212,4	212,1	212,1	212,2	207,3	178,1
	-	0,734	0,725	0,725	0,750	0,715	0,702	0,750
	-	0,124	0,132	0,142	0,144	0,115	0,092	0,097
	Дж/кг
	К	29,0	32,2	35,3	35,3	29,9	24,7	24,3
	К	570,0	602,1	637,4	672,7	702,6	727,2	751,6
	-	1,144	1,149	1,155	1,152	1,115	1,088	1,090

Таблица 5.24.

Расчет характеристики ступеней компрессора при массовом расходе

Величина	Единица измерения	Ступени
	м/с	197,8	199,9	198,2	198,1	198,2	196,2	167,2
	-	0,848	0,840	0,835	0,833	0,821	0,805	0,831
	-	0,191	0,204	0,218	0,213	0,176	0,142	0,146
	Дж/кг
	К	38,7	42,8	47,0	47,0	40,0	33,0	32,8
	К	579,6	622,5	669,5	716,5	756,5	789,5	822,3
	-	1,228	1,233	1,237	1,219	1,169	1,128	1,126

Таблица 5.25.

Расчет характеристики ступеней компрессора при массовом расходе

Величина	Единица измерения	Ступени
	м/с	168,8	168,4	168,6	168,6	168,4	170,5	144,5
	-	0,876	0,869	0,860	0,855	0,844	0,832	0,845
	-	0,277	0,295	0,313	0,305	0,255	0,207	0,212
	Дж/кг
	К	54,2	59,9	65,6	65,6	56,3	46,7	47,0
	К	595,2	655,1	720,7	786,3	842,6	889,3	936,3
	-	1,340	1,339	1,333	1,298	1,227	1,170	1,164

Таблица 5.26.

Расчет характеристики ступеней компрессора при массовом расходе

Величина	Единица измерения	Ступени
	м/с	153,5	152,6	153,1	155,0	152,7	157,1	132,7
	-	0,835	0,839	0,831	0,840	0,809	0,798	0,813
	-	0,286	0,309	0,326	0,324	0,266	0,215	0,224
	Дж/кг
	К	58,8	64,9	70,9	70,7	61,3	50,7	51,6
	К	599,8	664,7	735,5	806,3	867,5	918,2	969,8
	-	1,352	1,352	1,342	1,310	1,230	1,172	1,168

Таблица 5.27.

Расчет характеристики ступеней компрессора при массовом расходе

Величина	Единица измерения	Ступени
	м/с	137,7	136,4	137,1	140,2	138,2	142,6	120,7
	-	0,678	0,730	0,736	0,781	0,651	0,641	0,675
	-	0,240	0,277	0,298	0,309	0,221	0,178	0,194
	Дж/кг
	К	60,8	67,0	72,9	72,6	63,3	52,0	53,7
	К	601,7	668,8	741,7	814,3	877,6	929,6	983,3
	-	1,287	1,310	1,306	1,291	1,186	1,138	1,142

Определяем характеристику компрессора в виде зависимостей , , и .

Таблица 5.28.

Характеристика КВД

Вел.	Значения
	46,081	44,223	42,143	39,393	37,281	34,485	31,444
	1,344	2,314	3,386	4,285	5,184	5,412	4,379
	0,486	0,745	0,824	0,840	0,842	0,818	0,722

Зависимости , , и изобразим графически, рис.5.20, 5.21, 5.22.

Рис.5.20. Характеристика компрессора

в виде зависимости

Рис.5.21. Характеристика компрессора

в виде зависимости

Рис.5.22. Характеристика компрессора

в виде зависимости

6. Профилирование лопаток рабочих колес и направляющих аппаратов

6.1. Профилирование лопаток КНД

Построение профилей лопаток различается в зависимости от типа ступени: дозвуковая, околозвуковая или сверхзвуковая. Принимаем правила построения для дозвуковых профилей. Для определения угла лопатки на входе используют величину оптимального угла атаки.

Угол изгиба дозвукового профиля лопатки определяют по эмпирической формуле, полученной из обработки результатов продувки плоских решеток

, (6.1)

где ;

, (6.2)

где - величина, определяющая положение точки максимального прогиба от передней кромки.

Для диффузорных неподвижных решеток можно использовать эти же формулы.

Угол установки профиля (между хордой профиля и фронтом решетки) находят по соотношению

(6.3)

Координаты изогнутого профиля решетки задаются в прямоугольной системе координат, причем ось Х совпадает по направлению с хордой профиля.

Среднюю линию профиля для дозвуковых решеток профилей определяют по соотношению

(6.4)

где ; .

Приведем подробный расчет для построения профиля лопатки рабочего колеса первой ступени КНД.

Исходные данные из предыдущих расчетов: ; ; ; для корневого сечения: , ; для среднего сечения: , ; для периферийного сечения: , .

Рассмотрим расчет профиля лопатки для втулочного сечения.

Найдем параметр ,

Используя формулу (6.2) определим параметр ,

Используя формулу (6.1) найдем угол изгиба,

Найдем угол установки , по формуле

Используя формулу (6.3) найдем угол установки профиля,

Угол определим по формуле

(6.5)

Максимальную толщину для лопатки найдем, следуя рекомендациям [1, с.74]

(6.6)

Радиусы скругления передней кромки составляют

(6.7)

Радиусы скругления задней кромки составляют

(6.8)

Сведем исходные данные и полученные результаты в таблицу 6.1, также в таблице представлены результаты расчета для среднего и периферийного сечений.

Таблица 6.1.

Расчет для построения профилей лопаток рабочего колеса первой ступени КНД для трех сечений

Величина	Единица измерения	Сечения
Корневое	Среднее	Периферийное
	град.
	-	1,111
	м	0,0285
	град	47,585	43,098	37,487
	град	75,593	63,929	49,416
	град	28,008	20,831	11,928
	-	0,259	0,282	0,311
	град	30,264	21,109	8,822
	град	53,585	49,098	43,487
	град	83,850	70,207	52,310
	град	68,717	59,653	47,899
	мм	2,563	1,709	1,424
	мм	0,308	0,205	0,171
	мм	0,180	0,120	0,100

Профиль лопатки получают, используя в качестве исходного специальные компрессорные профили. Наиболее распространен для дозвуковых решеток 10%-ный симметричный исходный профиль С-4, координаты которого представлены ниже, таблица 6.3.

Приведем пример расчета координат средней линии профиля в корневом сечении для .

Определим

Среднюю линию профиля определим по соотношению (6.4),

Определим координату по формуле

Приведем пример расчета координат для построения профиля корневого сечения, когда .

Найдем координату ,

При заданной координате , относительная координата .

Найдем координату ,

В таблицу 6.3 сведены расчеты координат профиля рабочего колеса первой ступени в трех сечениях.

Рассмотрим расчет для построения профиля лопатки направляющего первой ступени КНД.

Исходные данные из предыдущих расчетов: ; ; ; для корневого сечения: , ; для среднего сечения: , ; для периферийного сечения: , .

Найдем параметр по формуле,

Используя формулу (6.2) определим параметр ,

Используя формулу (6.1) найдем угол изгиба,

Найдем угол установки , по формуле

Используя формулу (6.3) найдем угол установки профиля,

Угол определим по формуле

Сведем исходные данные и полученные результаты в таблицу 6.2, также в таблице представлены результаты расчета для среднего и периферийного сечений.

Таблица 6.2.

Расчет для построения профилей лопаток направляющего аппарата первой ступени КНД для трех сечений

Величина	Единица измерения	Сечения
Корневое	Среднее	Периферийное
	град.
	-	1,000
	м	0,0285
	град	64,122	66,776	68,959
	град	49,549	43,844	35,630
	град	14,572	22,932	33,328
	-	0,282	0,276	0,272
	град	11,935	23,401	37,543
	град	67,484	73,245	79,174
	град	55,549	49,844	41,630
	град	61,517	61,544	60,402

В таблицу 6.4 сведены расчеты координат профиля направляющего аппарата первой ступени в трех сечениях. На рис.6.1. представлены профили первой ступени в трех сечениях.

Дата добавления: 2015-10-24