Проектный расчёт первой и последней ступени компрессора



 

    Для определения площади на входе и выходе из компрессора, а также высоты лопаток используются данные, приведённые в таблицах

Исходные данные для расчёта первой ступени компрессора

№ п/п Наименование Обозначение Величина
1 Температура на входе в ступень 288 К
2 Показатель адиабаты 1.4
3 Массовый расход воздуха в секунду 128.92 кг/с
4 Давление на входе в ступень 101.325 кПа
5* Частота вращения ротора 5650 об/мин
6 Осевая скорость потока 150-200 м/с
7 Коэффициент, учитывающий неравномерность поля осевой составляющей скорости по высоте лопатки и влияние пограничного слоя 0.98

* - параметры по индивидуальному заданию

 

1) Приведённая скорость потока

;

2) Газодинамическая функция расхода

,

для первой ступени компрессора . Возможно также использование таблиц газодинамических функций.

3) Площадь на входе компрессор

 м2,

где  коэффициент, учитывающий изменение термодинамических параметров воздуха по тракту двигателя вследствие его подогрева при сжатии;  при наличии входного направляющего аппарата и  при его отсутствии (в примере ).

4) Выбор схемы осевого компрессора

    Три наиболее распространённые схемы представлены на рис.1(а, б, в). Выбираем схему с постоянным диаметром втулки ( ), так как, при данной схеме проточной части компрессора, лопатки последних ступеней получаются не такими короткими, как при схеме .

Рис.3. Наиболее распространённые схемы

 проточной части компрессора

 

Задавшись диаметром  м, получаем значение втулочного отношения

;

Наружный диаметр (вершин лопаток)

 м;

 

Высота лопатки первой ступени

 м;

5) Окружная скорость на среднем диаметре

 м/с,

где средний диаметр равен

 м;

    Одной из важнейших характеристик ступени компрессора является коэффициент расхода

;

    Рекомендуемые значения  для стационарных компрессоров находятся в пределах 0.4...0.8, а для авиационных двигателей 0.6...0.9. Последняя ступень компрессора рассчитывается аналогично первой ступени.

    Проведём проверку проведённых расчётов. Для этого определим расход воздуха через рабочие лопатки компрессора за один оборот.

6) Выбираем относительный шаг решётки лопаток из диапазона . Приняв длину хорды сечения лопатки  м, получим шаг решётки  м.

7) Число лопаток рабочего колеса

,

округляем до целого, принимаем  и уточняем шаг t.

8) Определим статическую плотность потока

,

при , тогда

 кг/м3;

9) Период вращения ротора

 с;

10) Площадь на входе

 м2

11) Массовый расход за один оборот

 кг/об;

12) Массовый расход за n оборотов

 кг/сек;

    Отклонение от заданного составляет менее 0.02%, что говорит о правильности расчётов. Для учёта уменьшения эффективной площади за счёт лопаток проведём дальнейший расчёт.

13) Эффективная площадь на входе

 м2,

где a - условная толщина лопатки (в примере  м);

14) Массовый расход за один оборот

 кг/об;

15) Массовый расход за n оборотов

 кг/с;

Отклонение от заданного составляет 9.53%. Для того, чтобы расход воздуха через рабочее колесо соответствовал заданному необходимо увеличить диаметр корпуса, либо уменьшить диаметр втулки. При этом увеличится высота лопаток, поэтому возможно одновременное увеличение диаметра корпуса и втулки.


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 177;