Газодинамический расчет. Расчет компрессоров. Расчет КНД (вентилятора). Расчет турбин. Средний диаметр турбины компрессора

Газодинамический расчет.

1. Расчет компрессоров.

Расчет КНД (вентилятора)

Задаемся осевой скоростью на входе в КНД:

 - плотность на входе

лобовая производительность:

 ,   

Задаемся относительным диаметром втулки на входе в КНД:

 ,  

Принимаем , тогда

Определим площадь выхода из КНД:

, где

      

           

Тогда,

 , значит,

Средний диаметр , тогда считаем наружный и внутренний диаметры на выходе из КНД:

Высота лопаток:

А) на входе

В) на выходе

Относительный диаметр втулки на выходе из КНД:

 Расчет КВД (компрессора).

Принимаем внутренний диаметр на входе в КВД:

Определим относительную площадь входа в КВД:

   

        

       

Задаемся относительным диаметром втулки на выходе из КВД:

 , тогда относительный диаметр втулки на входе в КВД при :

, тогда

Высота лопатки на входе в КВД:

Определим площадь КВД на выходе:

Так как мы приняли , то определим диаметры КВД на выходе из него:

Определим высоту лопатки на выходе из КВД:

2. Расчет турбин.

Желательно для привода КВД иметь одноступенчатую турбину. Примем число ступеней турбины компрессора. Примем .

Определим окружную скорость рабочего колеса турбины на среднем диаметре:

, где

 - параметр нагруженности турбины.

Определим отношение диаметра турбины компрессора к высоте лопатки:

, но , где .

Определим площадь турбины компрессора на выходе:

                             

                             

                              ,       

                      

                         примем 2,2%, то есть 0,022,     тогда

=

Определим площадь турбины на входе:

, где

- расход газа через ТВД

 - плотность газа на входе в турбину

 - осевая составляющая скорости на входе в турбину.

Определим средний диаметр турбины компрессора:

Высота лопатки ТВД:

Принимая , найдем входные и выходные диаметры ТВД:

Проверяем:  (как и было рассчитано)

Высота лопатки на входе в ТВД:

Определяем окружную скорость рабочего колеса на входе в КВД на наружном диаметре :

Определяем число ступеней КВД:

Принимаем число ступеней

Определим частоту вращения ротора КВД:

, где

Определим относительный диаметр втулки вентилятора на выходе:

Определим окружную скорость на среднем диаметре. Для этого принимаем окружную скорость на периферии рабочего колеса первой ступени вентилятора .

Определим число ступеней вентилятора:

 , то есть 2 ступени КНД.

Определим частоту вращения турбины вентилятора:

Определяем площадь выхода из ТНД:

, где

                           

                              

             

               

     

       

=

Принимаем число ступеней ТНД., т.к. 

Принимаем:

На входе в турбину вентилятора:

 - плотность газа на входе в ТНД

Определим относительный диаметр втулки на входе в ТНД:

Определим диаметры на выходе из ТНД:

Высота лопатки на выходе:

3. Расчет осевых размеров узлов КНД, КВД, ТВД, ТНД.

Ширина первой ступени вентилятора:

Ширина первой ступени компрессора:

Ширина второй ступени вентилятора:

Ширина последней ступени компрессора:

Общая ширина вентилятора:

Ширина радиальной стойки переднего корпуса компрессора КНД:

Ширина направляющего аппарата перед первой ступенью:

Ширина венца рабочего колеса ступеней КНД:

Ширина ступеней КВД:

Для ступеней ТВД и ТНД определим осевые размеры аналогично ступеням компрессоров:

, где

, где

Ширина венца рабочих лопаток ступени:

- ТВД    

- ТНД   

4. Расчет камеры сгорания.

Считаем трубчато кольцевую камеру сгорания.

Принимаем скорость входа воздуха в жаровую трубу .

                               

Определим высоту сечения жаровой трубы:

, где

,    ,    ,      ,

,      ,    ,

 - относительная длина зоны горения

=

Диаметры наружного и внутреннего корпусов КС:

Определяем зазоры между жаровой трубой  и наружной и внутренней стенками корпусов камеры сгорания:

Длина жаровой трубы:

Определим длину диффузора КС:

Определим длину камеры сгорания:

Диаметр окружности, на которой располагаются форсунки:

Число жаровых труб:

, где

5. Расчет сопла.

Плотность газов на срезе сопла:

, где

,     

Расход газа:

Площадь сопла:

Диаметр сопла:

Длина сопла:

Длина обтекателя:

6. Таблицы геометрических размеров.

Размеры на входе.

узел
КНД	260	454	648
КВД	254	351	448
ТВД	381	403	425
ТНД	376	403	430

Размеры на выходе.

узел
КНД	317	454	591
КВД	410	429	448
ТВД	376	403	430
ТНД	298	403	508

Геометрические размеры на входе в двигатель и размеры вентилятора, мм:

116	239	648	454
260	591	454	317
			,м/с
116	123	81	150

Геометрические размеры компрессора, мм:

448	351	254	448	429	410
58	53	48	44	40	35
31	26	22	17

Геометрические размеры камеры сгорания, мм:

297	87	540	316	442	84

Геометрические размеры турбины высокого давления, мм:

425	403	381	430	403
376	24	10

Геометрические размеры турбины низкого давления, мм

430	403	376	508	403	298	71	117	29	47

Геометрические размеры выходного устройства, мм:

305	356	415