Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Расчёт основных конструктивных и газодинамических параметров КНД.

Согласно п.6.1.2, тип проточной части КНД отличен от схемы с постоянным наружным диаметром. Требуется ручной расчет основных конструктивных и газодинамических параметров 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 :

.

В таблице 6 представлен алгоритм расчёта параметров компрессора. В расчёте определяют параметры первой, средней и последней ступеней на среднем радиусе и по полученным значениям вычисляют напор и эффективность компрессора. На данном этапе выполняется расчёт по выбранным значениям густоты решёток первой, средней и последней ступеней, степени реактивности, коэффициента расхода

Поправочный коэффициент χ учитывает взаимное влияние ступеней (прежде всего изменение распределения осевых скоростей по длине лопаток в связи с влиянием пограничных слоёв) и обычно выбираются из следующих соображений:

· на первой ступени принимают χ=1,0;

· после третей или четвёртой ступени величину χ принимают постоянной и выбирают в пределах χ = 0,96…0,97;

· между первой и третей (четвёртой) ступенями χ плавно изменяется от 1,0 до 0,96 (0,97).

В таблице 7 приведён алгоритм расчёта КПД первой, последней и средней ступеней. Определение политропного КПД ступени по полным параметрам ведётся с использованием выражений для КПД диффузорной решётки и зависимостей, учитывающих влияние λ_w1, Re_w1 (условное число Рейнольдса по относительной скорости на входе в решетку на среднем радиусе) и шероховатости поверхности лопаток.

Для определения эквивалентной песчаной шероховатости используется следующее соотношение:

где Ra – средняя высота микронеровностей поверхности лопаток по ГОСТ 2789-73; задаётся проектировщиком с учётом возможности технологии изготовления, стоимости изготовления, снижения эффективности и требований прочности к чистоте поверхности. Обычно шероховатость поверхности лопаток задаётся в пределах Ra = 1,6…0,63 мкм.

Величины при принятых значениях (B/t)₁, (B/t)₂, (B/t)₃ определяются в соответствии с рис. 4. Густота решёток(B/t) задается таким образом, чтобы обеспечить большую нагрузку средних ступеней.

Так как КПД первой и последней ступеней компрессора ниже, чем средних ступеней из-за больших чисел λ_w1, на первой ступени и малого удлинения l/B на последней ступени, то для повышения КПД компрессора в целом целесообразно понизить коэффициента напора ψ_Т этих ступеней по сравнению со средними ступенями. Это достигается выбором густоты соответствующих решеток:

· для первой ступени на среднем диаметре B/t = 0,8…1,0;

· для последней ступени на среднем диаметре B/t = 0,9…1,0;

· на средних ступенях B/t = 1,2…1,3.

На среднем радиусе обычно величина коэффициента напора составляет ψ_Т = 0,4…0,6. Для первой ступени ψ_Т = 0,3…0,4. Более низкие значения принимают для околозвуковых первых ступеней.

Выбор относительной длины лопатки (l/B)₁ увязывают с типом ступени и её номером. При вариантном расчёте эту величину выбирают для первой, последней и средней ступеней.

Для дозвуковой первой ступени (l/B) = 3…4,5; околозвуковой первой ступени (l/B) = 2,5…3,5; для сверхзвуковой первой ступени (l/B) = 1,7…2,5; последней ступени (l/B) = 1,5…2,5. При этом желательно иметь длину последней лопатки не менее 15-25 мм для возможности изготовления её с достаточной точностью.

Радиальный зазор для всех ступеней компрессора выбираем δr = 0.5 мм.

Число ступеней i округляется до ближайшего целого.

Число лопаток z округляется до ближайшего нечетного числа.

- коэффициент подъемной силы;

- коэффициент силы сопротивления;

- коэффициент скольжения решетки;

Температуры:

Таблица 6 Основные конструктивные и газодинамические параметры КНД.

№	Величины и формулы	Единица измерения	Значение
1	(параметр итерирования)	-	0.927
2		Дж/кг
3		-	0.4903
4		-	0.5665
5	(задаём)	-	0.5
6	(задаём)	-	0.5
7	(задаём)	-	0.5
8	(задаём)	-
9	(задаём)	-
10	(задаём)	-	1.7
11		-	0.9501
12		-	1.02
13		-	0.8825
14	(определяем)	-	0.5945
15	(определяем)	-	0.6025
16	(определяем)	-	0.7087
17		-	0.3128
18		-	0.2954
19		-	0.4015
20		Дж/кг
21		Дж/кг
22		Дж/кг
23		-	5.954
24	(округл.)	-
25		Дж/кг
26		-	0.7435
27	(определяем)	-	1.7
28		м/с	0.6564
29		град	38.72
30		-
31		-
32		-	1.2
33		м	0.02555
34		м	0.01631
35		м	0.03413
36		-	61.69
37		-	88.14
38		-	72.92
39	(округл.)	-
40	(округл.)	-
41	(округл.)	-
42		-	0.02542
43		-	0.01634
44		-	0.03457
45		-	0.3317
46		-	0.5008
47		-	0.4965
48		-	0.006523
49		-	0.01533
50		-	0.01221
51		-	0.907
52		-	0.8931
53		-	0.883
54		-
55		-
56		-
57		-	0.9267
58		Дж/кг
59		-	3.999

Таблица 7 Определение КПД ступеней КНД.

№	Величины и формулы	Единица измерения	Значение
1		-
2		-	0.96
3		-	0.98
4		-	0.862
5		-	0.8788
6		-	0.6692
7		-	0.03801
8		-	0.04192
9		-	0.03599
10		-	0.04409
11		-	0.0477
12		-	0.05378
13		-	0.9152
14		-	0.909
15		-	0.8965
16		-	5.026e+005
17		-	5.83e+005
18		-	1.099e+006
19		-	0.7662
20		-	0.5402
21		-	0.6737
22		-	0.907
23		-	0.8931
24		-	0.883

Для данного варианта характерны:

· достаточный для размещения подшипника втулочный диаметр первой ступени (D_вт1=0,425)

· достаточная длина лопаток последней ступени(l₂=0.033)

· рациональные значения густоты решеток (1,0 на первой ступени, 1,2 на промежуточной,1,0 на последней ступени)

Кроме того, осевая скорость на выходе из компрессора , коэффициент расхода последней ступени . Численное значение , следовательно, имеет место дозвуковой характер течения. , следовательно, нет опасности запирания потока. Полная температура на выходе из последней ступени Политропный КПД компрессора , количество ступеней сжатия равно 6. Числа Рейнольдса превышают 3,5*10⁵, следовательно, мы находимся в области автомодельности, и коэффициент лобового сопротивления с_w не зависит от числа Рейнольдса.

Вариантный расчёт параметров КВД.