Газодинамический расчёт двигателя. Компрессор низкого давления. Абсолютная скорость движения воздуха на входе в рабочее колесо, страница 4

где  - коэффициент скорости – выбирается из интервала 0,97 – 0,98.

Выбираем значение угла α₁ = 27⁰; этот угол определяет направление вектора скорости С₁ на выходе из соплового аппарата. Зная угол, определяем осевую и окружную составляющие скорости С₁.

Осевая составляющая:

Окружная составляющая:

На внешнем диаметре первой ступени турбины низкого давления окружную скорость принимаем равной  u_в = 230 м/с. Окружная скорость лопаток первой ступени турбины на среднем диаметре:

Вычисляем коэффициент нагрузки:

.

       

Определяем относительную скорость движения газа на входе в лопатки рабочего колеса:

      Определяем угол β₁, характеризующий направления вектора скорости w₁:

    

Закрутка газа в рабочем колесе:

Окружная составляющая абсолютной скорости С₂ на выходе из рабочего колеса:

Выбирая степень реактивности ступени ρ_т = 0,35, определяем абсолютную скорость газа на выходе из лопаток рабочего колеса:

Относительная скорость:

534,345м/с;

Определяем угол α₂, характеризующий направление вектора С₂:

  α₂ = 27⁰.

Находим осевую составляющую абсолютной скорости:

Полученное значение осевой составляющей абсолютной скорости приемлемо, так как лежит в пределах С_1а < С_2а < 300м/с.

Находим угол β₂, характеризующий направление вектора w₂.

;    ;

Определяем термодинамические параметры газа перед рабочим колесом:

Находим площадь поперечного сечения проточной части:

Вычисляем средний диаметр колеса с учётом того, что частота вращения турбины низкого давления равна частоте вращения компрессора низкого давления:

Диаметр втулки колеса турбины:

м;

Наружный диаметр:

Относительный внутренний диаметр колеса:

Высота рабочей лопатки первой ступени:

Определяем ширину ступени:       

Ширина рабочего колеса:

Определяем хорду лопаток на рабочем колесе:

Определяем шаг лопаток на рабочем колесе:

Определяем число лопаток на рабочем колесе первой ступени:

;

Камера сгорания

Для расчёта камеры сгорания необходимы некоторые данные энергетического и газодинамического расчётов двигателя.

В соответствии с заданным прототипом двигателя тип камеры сгорания является трубчато-кольцевым.

Определяем плотность воздуха в сечении камеры сгорания:

С учётом типа камеры принимаем скорость С_Ж = 28 м/с.

Площадь поперечного сечения камеры сгорания:

Наружный диаметр камеры:

Внутренний диаметр камеры:

Относительный диаметр:

Учитывая этот диаметр, устанавливаем длину жаровой трубы и диффузора.

Длина жаровой трубы S_Ж = 0,5м; длина диффузора S_Д = 0,10м.

Длина камеры сгорания: S_К.С. = S_Ж + S_Д = 0,5 + 0,1 = 0,6м.

Диаметр осей жаровых труб:

Диаметр жаровой трубы:

Число жаровых труб:

Выходное устройство

Для расчёта выходного устройства необходимы некоторые данные энергетического и газодинамического расчётов двигателя.

Определяем плотность газа в сечении камеры сгорания:

Площадь поперечного сечения камеры сгорания:

Диаметр сечения сопла:

Длина сопла:

Длина конуса:

На этом газодинамический расчёт двигателя заканчивается.