- •1. Вибір турбонагнітача
- •1.1 Опис системи наддуву двигуна
- •1.2 Визначення основних параметрів компресора агрегату наддуву
- •1.3 Обгрунтування вибору турбонагнітача (фірми, типу, серії)
- •2. Термогазодинамічний розрахунок турбіни.
- •2.1 Визначення параметрів газу перед турбіною.
- •2.2 Визначення термогазодинамічних параметрів газу уздовж проточної частини турбінного ступеня.
- •2.3 Розрахунок втрат, ккд та потужність турбіни.
- •3.1 Визначення висоти соплових та робочих лопаток. Виконання ескізу проточної частини турбіни.
- •3. Розрахунок і конструювання елементів проточної частини турбіни.
- •3.2 Перевірка на міцність робочих лопаток
- •Cписок використаних літературних джерел
2.2 Визначення термогазодинамічних параметрів газу уздовж проточної частини турбінного ступеня.
Термогазодинамічні параметри газу уздовж проточної частини турбінного ступеня визначаємо за формулами поданими у таблиці 2.2
Таблиця 2.2 Розрахункові формули для визначення термогазодинамічних параметрів газу уздовж проточної частини турбінного ступеня
Величина |
Спосіб визначення |
1.
Наявний тепло перепад ступеня,
|
|
2.
Теоретична швидкість за сопловими
каналами, відповідна наявному тепло
перепаду ступеня,
|
|
3.
Віяловість ступеня,
|
Приймається 4…8 та уточнюється після обчислення довжини робочої лопатки |
4.
Міра реактивності ступеня в кореневому
перерізі,
|
Приймається 0,03…0,05 |
5.
Міра реактивності ступеня на середньому
діаметрі,
|
|
6.
Кут виходу потоку із соплової
решітки,
|
Приймається 14…18 |
7.
Швидкісний коефіцієнт
соплової
решітки,
|
Приймається 0,94…0,97 |
8.
Наявний тепло перепад в соплових
каналах,
|
|
9.
Швидкість виходу потоку із соплової
решітки,
|
|
10.
Характеристика ступеня,
|
|
11.
Колова швидкість на середньому
діаметрі,
|
|
12.
Середній діаметр ступеня,
|
Примітка: |
Результати розрахунків подано у таблиці 2.2.1
Таблиця 2.2.1 Результати розрахунків
No |
Найменування |
Позначення |
Значення |
|
|
Витрата повітря через щабель, кг / с |
Gk |
7,3 |
|
|
Параметри повітря перед відцентровим компресором (у вхідному перетині впускного корпусу): |
|
|
|
|
Тиск, кПа |
p0к |
100,5 |
|
|
Температура, К |
T0к |
290 |
|
|
Тиск повітря за компресором, кПа |
pк |
361,0 |
|
|
Ступінь підвищення тиску |
pк |
3,59 |
|
|
Дійсний напір компресора, кДж / кг |
h*ак |
128,4 |
|
|
Ізоентропійний ККД компресора |
hак |
0,8200 |
|
|
Вихідний кут робочих лопаток, град |
b2л |
90 |
|
|
Кількість робочих лопаток приймається |
zк |
16 |
|
|
Коефіцієнт зменшення напору компресора |
m |
0,89 |
|
|
Відношення |
d0/d2 |
0,2 |
|
|
Відношення |
d1п/d2 |
0,5 |
|
|
Відношення |
rcр/r2 |
0,381 |
|
|
Дійсний коефіцієнт напору |
yk |
1,54 |
|
|
Коефіцієнт витрати |
f |
0,3 |
|
|
Коефіцієнт |
a |
0,05 |
|
|
Окружна швидкість на пераферіі колеса, м / с |
u2 |
408,2 |
|
|
Абсолютна швидкість входу повітря в робоче колесо, м / с |
c1 |
122,4 |
|
|
Температура повітря перед робочим колесом, К |
T1 |
283 |
|
|
Газова стала повітря, кДж / (кг * К) |
RB |
0,287 |
|
|
Показник політропи розширення у вхідному корпусі компресора |
n1 |
1,37 |
|
|
Коефіцієнт втрат у вхідному корпусі |
xвк |
0,05 |
|
|
Тиск повітря на вході в робоче колесо, кПа |
p1 |
91,3 |
|
|
Щільність повітря перед робочим колесом, кг/м3 |
r1 |
1,13 |
|
|
Зовнішній діаметр робочого колеса компресора, м |
d2 |
0,54 |
|
|
Діаметр втулки робочого колеса, м |
d0 |
0,11 |
|
|
Зовнішній діаметр лопаток робочого колеса у вхідному перетині, м |
d1п |
0,27 |
|
|
Середній діаметр вхідного перетину, м |
d1 |
0,206 |
Продовження таблиці 2.2.1
|
|
Частота обертання робочого колеса компресора, хв-1 |
n |
14443 |
|
|
Окружна швидкість на середньому діаметрі вхідного перерізу робочого колеса, м / с |
u1 |
155,4 |
|
|
Кут входу повітря в робоче колесо, град |
b1 |
38,2 |
|
|
Відносна швидкість входу повітря в робоче колесо, м / с |
w1 |
197,9 |
|
|
Число Маха на вході в робоче колесо |
Mw1 |
0,587 |
|
|
Окружна складова абсолютної швидкості, с2, м / с |
C2u |
363,26 |
|
|
Радіальна складова абсолютної швидкості с2, м / с |
c2r |
122,4 |
|
|
Абсолютна швидкість виходу повітря з робочого колеса, м / с |
c2 |
383,3 |
|
|
Кут виходу повітря з робочого колеса, град |
a2 |
18,6 |
|
|
Температура повітря на виході з робочого колеса, К |
T2 |
517 |
|
|
Тиск повітря за робочим колесом, кПа |
p2 |
681,4 |
|
|
Величина |
n2/(n2-1) |
3,33 |
|
|
Показник політропи стиснення в робочому колесі |
n2 |
1,43 |
|
|
Сумарна втрата енергії в робочому колесі, Дж / кг |
qpk |
11623,70 |
|
|
Втрата енергії в ВНА, Дж / кг |
qp1 |
2544,6 |
|
|
Коефіцієнт втрат енергії |
x1 |
0,13 |
|
|
Втрата енергії від повороту потоку в робочому колесі, Дж / кг |
qp2 |
749,6 |
|
|
Коефіцієнт втрати енергії |
x2 |
0,1 |
|
|
Втрата енергії на тертя і вентиляцію (дискові втрати), Дж / кг |
qТВ |
8329,4 |
|
|
ККД робочого колеса |
hРК |
0,95 |
|
|
Число Маха |
MС2 |
0,84 |
|
|
Щільність повітря на виході з робочого колеса, кг/м3 |
r2 |
4,60 |
|
|
Ширина лопаток у вихідному перерізі робочого колеса, м |
b2 |
0,023 |
|
|
Зовнішній діаметр щілинного діфузори, м |
d3 |
0,648 |
|
|
Ширина щілинного діфузори, м |
b3 |
0,023 |
|
|
Швидкість виходу повітря з щілинного дифузора, м / с |
c3 |
319,4 |
|
|
Кут виходу повітря з щілинного дифузора, град |
a3 |
18,6 |
|
|
Температура повітря за щілинним дифузором, К |
T3 |
539,3 |
|
|
Тиск повітря за щілинним дифузором, кПа |
p3 |
749,5 |
Продовження таблиці 2.2.1
|
|
Вeлічіна |
n3/(n3-1) |
2,2 |
|
|
Показник політропи стиснення в щелевом дифузорі |
n3 |
1,80 |
|
|
Втрата енергії в щелевом дифузорі, Дж / кг |
qщд |
8035,2 |
|
|
Коефіцієнт тертя |
l |
0,035 |
|
|
ККД щілинного дифузора |
hщд |
0,74 |
|
|
Щільність повітря за щілинним дифузором, кг/м3 |
rщд |
4,84 |
|
|
Число Маха |
MС3 |
0,69 |
|
|
Швидкість виходу повітря з лопаточного дифузора, м / с |
c4 |
115 |
|
|
Кут виходу повітря з лопаточного дифузора, град |
a4 |
30,6 |
|
|
Температура повітря за лопатковим дифузором, К |
T4 |
591 |
|
|
Тиск повітря за лопатковим дифузором, кПа |
p4 |
990,3 |
|
|
Величина |
n4/(n4-1) |
2,8 |
|
|
Показник політропи стиснення повітря в лопатковому дифузорі |
n4 |
1,55 |
|
|
Втрата енергії в лопатковому дифузорі, Дж / кг |
qлк |
10204,7 |
|
|
Козффіціент втрати в лопатковому дифузорі |
x3 |
0,2 |
|
|
ККД лопаточного дифузора |
hлд |
0,79 |
|
|
Щільність повітря на виході з лопаточного дифузора, кг/м3 |
rлд |
5,84 |
|
|
Зовнішній діаметр лопаточного дифузора, м |
d4 |
0,94 |
|
|
Ширина лопаточного дифузора, м |
b4 |
0,023 |
|
|
Кількість лопаток лопаточного дифузора, шт |
zлд |
17 |
|
|
Швидкість повітря на виході з компресора, м / с |
c5 |
70 |
|
|
Температура повітря на виході з компресора, К |
TК=T5 |
595,3 |
|
|
Тиск повітря на виході з компресора, кПа |
pК=p5 |
1004,9 |
|
|
Величина |
n5/(n5-1) |
2,1 |
|
|
Показник політропи стиснення повітря в равлику і в випускному патрубку |
n5 |
1,91 |
|
|
Втрата енергії в равлику і в випускному патрубку, Дж / кг |
qул |
1653,125 |
|
|
Козффіціент втрати знергію в равлику і в випускному патрубку |
xул |
0,3 |
|
|
ККД равлики і випускного патрубка |
hул |
0,60 |
|
|
Повна температура повітря за компресором, К |
T*К=T*5 |
598 |
|
|
Повний тиск повітря за компресором, кПа |
p*К=p*5 |
1019,4 |
Продовження таблиці 2.2.1
|
|
Розрахункове значення дійсного напору, кДж / кг |
h*ak |
270,0 |
|
|
Внутрішня робота стиску в коіпрессоре, кДж / кг |
h*ik |
308,9 |
|
|
Адіабатні ККД компресора |
hак |
0,874 |
|
|
Споживана потужність компресора |
Nik |
859,0 |

, Дж/кг
,
м/с
град.
,
Дж/кг
,
м/с
,
м/с
,
м