Расчет параметров потока газа в осесимметричном криволинейном канале

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕПЛОФИЗИКИ

Индивидуальная работа №1

по предмету: «Турбокомпрессоры»

на тему: “ Расчет параметров потока газа в осесимметричном криволинейном канале ”

Выполнил                                                          Козачек А.Ю.

Группа                                                                     Х-61

Вариант                                                                      22

Проверил                                                       Калинкевич Н.В.

Сумы 2009

Содержание

с.

Исходные данные        ……………………………………………………………………………………………………………3

1.Опредение геометрии контура канала………………………………………………………………….4

2. Расчет изменения параметров потока        ………………………………………………………………..6

3.Построение графиков изменения скоростей …………………………………….…….…………10

4.Оценка степени диффузорности потока на диффузорных участках течения вдоль втулковой и периферийной поверхностей……………………………..…………..11

5. Вывод……………………………………………………………………………………………………………………………12

Список литературы……………………………………………………………………………………….……………..13

Исходные данные

№ вар.	№ рис.					n				Газ
-	-	мм	-	-	-	-	м/с	МПа	К	-
22	2	400	0,55	1,6	0,75	0.7	62	0,15	300	Воздух

        ,где:  ,, - параметры потока на входе в канал, соответственно

                       скорость, давление, температура;

               - отношение площади канала на выходе к его площади  

                       на входе.

1 Опредение геометрии меридионального контура канала.

Определяются размеры канала, согласно исходным данным:

1.1 Диаметр втулки:

1.2 Диаметр D1:

1.3 Длинна L1:

1.4  Ширина  определяется из соотношения :

, следовательно

Рисунок 2 – Чертеж радиальноосевого канала

2  Расчет изменения параметров потока

        2.2 Плотность воздуха на входе в канал

Плотность принимается постоянной в каждой точке потока.

2.3 Давление заторможенного потока (полное давление) на входе

Полное давление также принимается постоянным в каждой точке потока.

        Окружная скорость потока принимается , тогда скорость потока в любой точке определяется только меридиальной составляющей .

2.4 Расход воздуха в канале

где

        Далее канал разбивается ортогоналями на 10 участков.

        Меридиальная скорость потока в произвольной точке ортогонали определяется по формуле

,

где - скорость потока на втулочной поверхности канала.

Принимается закон изменения кривизны вдоль нормали линейным,

тогда   .

        Далее определяется средняя меридиальная скорость на каждом участке

ортогонали , а затем средний расход воздуха на этом участке

,

где - средний диаметр данного участка ортогонали.

Расход воздуха через поперечное сечение, проходящее через рассматриваемую ортогональ, вычисляется как сумма средних расходов на кажом участке:

.

Требуемая погрешность , это достигается путем подбора удовлетворяющей данное условие для каждой ортогонали.

Рисунок 3 – Координатная сетка канала

Средне расходная скорость i-ой ортогонали

,

где - средний диаметр i-ой ортогонали,

                 - ширина i-ой ортогонали.  

Расчеты проводим на ЭВМ с помощью MSExcel.

Таблица 1 – Геометрические размеры канала

Сечение	b	Rmвт	Rmпер	Dвт	Dпер
1	62,277	210	120	640	640
2	62,55	210	120	563,42	587,84
3	64,18	210	120	489,22	538,34
4	66,83	210	120	419,76	494
5	70,38	210	120	357,34	456,88
6	74,69	210	120	304,26	428,46
7	79,50	210	120	262,6	409,66
8	84,88	210	120	234,3	400,8
9	89,53	210	120	220,94	400
10	90,00	бесконечность	бесконечность	220	400

Таблица 2 – Результаты расчета скоростей

Сечение	c1	c2	c3	c4	c5	ccp
1	62	62	62	62	62	62
2	55,304	60,002	66,018	73,663	83,358	67,324
3	61,931	67,371	74,368	83,319	94,771	76,135
4	64,872	70,726	78,286	88,007	100,536	80,385
5	68,181	74,628	83,012	93,898	108,117	85,709
6	70,027	77,023	86,198	98,259	114,286	89,651
7	69,884	77,248	86,993	99,971	117,543	91,211
8	67,566	75,106	85,189	98,831	117,747	90,21
9	65,946	73,483	83,611	97,413	116,77	88,944
10	88,57	88,57	88,57	88,57	88,57	88,571

        3 Построение графиков изменения скоростей по длине канала

Рисунок 4 – Графики зависимости  скоростей среднерасходной, а также на втулочной и периферийной поверхностях

4 Оценка степени диффузорности потока на диффузорных участках течения вдоль втулковой и периферийной поверхностей

        На периферийной поверхности 1 диффузорный участок. Для этого участка степень диффузорности

        На втулочной поверхности 2 диффузорных участках, в начале канала и в конце между точками 8 и 1

5 Вывод

На основе полученных результатов можно сделать вывод, что канал благоприятный для течения. Течение газа будет сопровождаться без отрыва потока на стенках канала.

Список литературы

1.  Методичні вказівки для індивідуальної роботи «Розрахунок параметрів потоку газу в осесиметричному криволінійному каналі» з курсу “Спецрозділи теплофізики” для студентів напряму «Енергетика» / Укладач М.В.Калінкевич. - Суми: Вид-во СумДУ, 2008.- 23 с.

2.  Калiнкевич М.В., Гавриченко I.В. Проектування осерадiальних каналiв турбомашин: Навчальний посiбник. – Суми: Вид-во СумДУ, 2008. – 161с.