При определении числа
ступеней компрессора по формуле ( 12
) в соответствии с рекомендациями п. 1 принимаются следующие величины работ
ступеней:
и
Следовательно
Принимая для выполнения условия ( 13 ),
корректируется работа второй ступени
, и распределение
работы
по ступеням получается следующим:
№ ступени |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Работа кДж/кг |
18,0 |
28,7 |
36,0 |
36,0 |
36,0 |
36,0 |
36,0 |
33,0 |
30,0 |
Далее для первой
ступени выбираются ( п. 2.2 ): окружная скорость колеса на внешнем диаметре , осевая скорость движения воздуха
относительный диаметр втулки
и по формуле ( 17 ) определяется
окружная скорость колеса на среднем диаметре
Для проверки правильности выбора этих величин находятся:
по формуле ( 18 ) коэффициент нагрузки
и по формуле ( 19 ) коэффициент расхода
Как видно, полученные величины находятся в рекомендуемых ( п. 2.2 ) пределах.
Для построения плана скоростей ( рис. 3 ) на входе в рабочее колесо находятся: по формуле ( 20 ) окружная составляющая скорости движения воздуха
где согласно п. 2.1, степень
реактивности принимается равной по формуле ( 21 )
– абсолютная скорость
и по формуле ( 22 ) – относительная скорость
Для проверки условий обтекания лопаток рабочего колеса воздухом находятся:
по формуле ( 23 ) – скорость распространения звука в воздухе
и по формуле ( 24 ) – число
величина которого допустима ( п. 2.2 ), т. к. не превышает 0,8.
По полученным данным
и
и с учетом того, что при
:
и
строится
план скоростей первой ступени ( рис. 3 ).
По формулам ( 1 ) – ( 3 ) определяются термодинамические параметры воздуха на входе в компрессор:
температура
давление
и плотность
По формуле ( 4 ) находится площадь проточной части на входе в компрессор
По формулам ( 10 ), ( 9 ) и ( 5 ) находится:
диаметр рабочего колеса
диаметр втулки
средний диаметр колеса
и высота лопатки рабочего колеса первой ступени
Принимая удлинение лопатки равным 3,8 ( 25 ) находим хорду лопатки
Принимая густоту лопаточной решетки равной 0,8 ( 26 ) находим шаг лопаток на рабочем колесе
Принимая в формуле ( 27 ) коэффициент равным 0,55 находим ширину первой ступени
Число лопаток рабочего колеса первой ступени определяется по формуле ( 28 )
и частота вращения ротора по формуле ( 24 )
Геометрические
размеры последней ступени определяются за спрямляющим аппаратом, т. е. в
сечении двигателя. К ( рис. 1 ), где абсолютная скорость по величине и направлению
практически совпадает с осевой
. Согласно данным
п. 2.1 принимается
и по формулам ( 1 ) – ( 4
) находятся
и площадь проточной части
При сравнительно
большом массовом расходе воздуха через проектируемый двигатель и умеренной степени повышения
давления воздуха в компрессоре
можно ожидать,
что лопатка спрямляющего аппарата последней 9-ой ступени будет иметь высоту
более 20мм и, поэтому, проточная
часть компрессора выбирается с постоянным наружным диаметром
( рис. 2а ) и по формулам ( 6 ) и (
5 ) определяются размеры
и
и высота лопатки спрямляющего аппарата последней ступени
что значительно превышает минимально допустимую высоту лопатки 20мм.
Далее в формулах ( 30 ) и ( 31 ) принимаются: удлинение лопатки равным 2,1 тогда хорда лопатки
густота лопаточной решетки – равной 1,3 и находится шаг лопаток
В формуле ( 32 ) коэффициент принимается равным 1,0 и находится ширина последней ступени
Далее по формуле ( 33 ) определяется число лопаток спрямляющего аппарата последней ступени
и на основании полученных данных по формуле ( 14 ) определяется длина компрессора
3. ТУРБИНА
3.1 Проточная часть турбины
Вдоль турбины газ
расширяется и, поэтому увеличивается площадь поперечного сечения проточной
части и высота лопаток ( рис. 1 ). В зависимости от расхода газа , степени расширения газа в турбине и
многих других не только конструктивных, но и технологических факторов, турбина,
как и компрессор, может выполнятся с постоянным наружным
, средним
или
внутренним диаметром
( рис. 4 ).
При выполнении курсового проекта форма проточной части турбины может приниматься такой же, что и в прототипе.
Число ступеней турбины определяется прежде
всего, как и в компрессоре, исходя из величины требуемой работы ступени,
которая обычно составляет от 115 до 200 кДж/кг, а в случае одноступенчатой
турбины может достигать 240 кДж/кг, когда еще возможно получение достаточно
высокого КПД турбины
Из изложенного следует,
что если работа
то
Если
то
Если
то
и
т. д. При этом работа ступени в среднем равна
( 34
)
но для большего понижения температуры газа в лопатках рабочего колеса первой ступени и для разгрузки с целью достижения осевого выхода газа из последней ступени первая ступень нагружается на 5 – 15% больше, а последняя на 5 – 15% меньше, чем промежуточные, т. е. работа первой ступени обычно составляет
( 35 )
где величина коэффициента в скобках принимается максимальной, если это не ограничивается предельно допустимой работой ступени.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.