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

Расчет основных размеров рабочего колеса

Рабочее колесо принимается открытого типа в соответствии с конструктивной схемой на рисунке 1

Конструктивная схема рабочего колеса

Рис. 1

Коэффициент принимается стеснения 0,778.

Диаметр рабочего колеса на входе D₁ определяется, после задания величины втулочного отношения 0,5:

= 0,389 м.

Окружная скорость на входе в рабочее колесо

137,4/с.

Для определения ширины рабочего колеса на входе b₁ и относительной скорости входа w₁ задается угол входа в рабочее колесо .

Тогда:

115,3 м/с;

=45,5 мм;

179,4м/с.

Строятся треугольник скоростей на входе (см. рис. 2).

Объемная производительность на выходе из рабочего колеса определяется приближенно с учетом повышения температуры газа и дополнительного сжатия в диффузоре

3,99 м³/c.

Задается относительная ширина лопаток на выходе из рабочего колеса: b₂/D₂ = 0,04.

Ширина лопаток на выходе из рабочего колеса:

b₂ = (b₂/D₂ ) D₂ = = 31,1мм.

Объемную производительность на выходе из рабочего колеса V₂ можно представить

, м³/c,

где 0,899 - коэффициент стеснения.

Определяется величина

=0,212,

для эффективной работы диффузора необходимо, чтобы 0,20…0,32.

Радиальная составляющая скорости С_2r выходного треугольника скоростей

=58,3 м/с.

Для построения выходного треугольника скоростей при бесконечном числе лопаток следует задаться углом = 34.

Относительная скорость при бесконечно большом числе лопаток определяется из выходного треугольника скоростей

=104,3 м/с.

Опыт проектирования показывает, что для обеспечения высокого КПД нагнетателя требуется выполнение условия:

2,

=1,6.

Проекция относительной скорости на окружную скорость определяется как:

=86,4м/с.

Величина составляющей скорости , необходимая для определения угла :

275 – 86,4= 188,6м/с,

после чего определяется:

=17,2.

Абсолютная скорость равна:

=197,2 м/с.

Определены все элементы, необходимые для построения теоретического треугольника скоростей на выходе из рабочего колеса при бесконечно большом числе лопаток

При конечном числе лопаток вследствие наличия циркуляции в межлопаточном пространстве происходит отклонение потока при выходе из лопаток в направлении, обратном вращению колеса. Поэтому действительный угол всегда меньше теоретического , т.е. < . В результате изменяются составляющие треугольника скоростей. Уменьшение проекции абсолютной скорости на окружную можно найти по формуле Стодола

м/с,

где z₂ – число лопаток, принимаемое в диапазоне 9…18, z₂ = 14.

Проекция абсолютной скорости на окружную скорость С_2r определяется

188,6 – 34,5 = 154,1 м/с.

Из треугольника скоростей

=20,7.

Значение абсолютной скорости С₂ равно:

=164,9м/с.

Проекция относительной скорости на окружную скорость определяется

275 – 154,1= 120,9 м/с.

Из треугольника скоростей

=25,7.

Относительная скорость w₂ равна

м/с.

Аналогично теоретическому треугольнику скоростей на выходе строится в этом же масштабе действительный треугольник скоростей на выходе из рабочего колеса, изображенный на рисунке 2.

Необходимо проверить, обеспечивается ли заданная степень сжатия p_н = 1,31:

1,31,

где М_u – число Маха при окружной скорости:

0,683;

y_т – коэффициент теоретического напора, учитывающий конечное число рабочих лопаток:

.

Угол наклона направляющего диска

,

по условиям обеспечения прочности покрывающего диска целесообразно иметь .

Радиус лопаток R равен

=0,327м.

Радиус окружности , на которой расположены центры радиусов лопаток, равен

м.

Рис.2 Треугольники скоростей первой ступени