2. Расчёт компрессора по среднему диаметру.
Данный этап проектирования включает в себя детальный поступенчатый расчет компрессора на среднем диаметре, определение термодинамических и кинематических параметров ступени многоступенчатого компрессора. Необходимо рассчитать степень повышения давления каждой ступени, КПД ступени, полное давление и температуру на входе в каждую ступень.
Расчет термодинамических параметров по среднему диаметру:
Провожу расчет для первой ступени:
2.1. Задаюсь изоэнтропическими КПД для каждой ступени.
Ступень |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
0,87 |
0,88 |
0,89 |
0,90 |
0,90 |
0,90 |
0,90 |
0,90 |
0,89 |
0,88 |
0,87 |
0,87 |
2.2. Полная температура воздуха за ступенью.
К.
2.3.Полная температура воздуха на входе в ступень.
К.
2.4. Полная температура воздуха в межвенцовом зазоре.
К.
2.5. Изоэнтропический напор в ступени.
кДж/кг.
2.6. Степень повышения полного давления:
.
2.7. Определяю суммарную степень повышения давления.
.
2.8. Вычисляю величину расхождения.
уточнения
величин повышения давления всех ступеней
не требуется;
2.12. Задаюсь коэффициентом восстановления давления в НА.
Ступень |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
0,99 |
0,99 |
0,99 |
0,99 |
0,99 |
0,99 |
0,99 |
0,99 |
0,99 |
0,99 |
0,99 |
0,99 |
2.13. Полное давление за ступенью.
кПа.
2.14. Полное давление на входе в НА.
кПа.
2.15. Полное давление на входе в ступень.
кПа.
Расчет для последующих ступеней свожу в табл.5.
Таблица 5.
Ступень |
η'ст |
Т*3выхст |
Т*1вхст |
Т*2мвз |
H'sст |
π'стi |
І∆π'кІ |
1 |
0,870 |
306,829 |
288,000 |
306,829 |
16,463 |
1,214 |
0,0036 |
2 |
0,880 |
333,061 |
306,829 |
333,061 |
23,200 |
1,289 |
|
3 |
0,890 |
358,331 |
333,061 |
358,331 |
22,602 |
1,257 |
|
4 |
0,900 |
390,011 |
358,331 |
390,011 |
28,654 |
1,307 |
|
5 |
0,900 |
420,135 |
390,011 |
420,135 |
27,248 |
1,265 |
|
6 |
0,900 |
448,514 |
420,135 |
448,514 |
25,668 |
1,230 |
|
7 |
0,900 |
476,436 |
448,514 |
476,436 |
25,255 |
1,210 |
|
8 |
0,900 |
504,244 |
476,436 |
504,244 |
25,152 |
1,196 |
|
9 |
0,890 |
531,600 |
504,244 |
531,600 |
24,469 |
1,180 |
|
10 |
0,880 |
555,844 |
531,600 |
555,844 |
21,441 |
1,148 |
|
11 |
0,875 |
576,702 |
555,844 |
576,702 |
18,343 |
1,120 |
|
12 |
0,870 |
594,538 |
576,702 |
594,538 |
15,595 |
1,097 |
σна |
Р*3 |
Р*2 |
Р*1 |
0,99 |
123,358 |
124,604 |
101,300 |
0,99 |
159,555 |
161,167 |
123,358 |
0,99 |
201,238 |
203,271 |
159,555 |
0,99 |
263,979 |
266,646 |
201,238 |
0,99 |
335,122 |
338,507 |
263,979 |
0,99 |
413,408 |
417,584 |
335,122 |
0,99 |
502,010 |
507,080 |
413,408 |
0,99 |
602,558 |
608,645 |
502,010 |
0,99 |
713,079 |
720,282 |
602,558 |
0,99 |
821,118 |
829,412 |
713,079 |
0,99 |
922,500 |
931,818 |
821,118 |
0,99 |
1015,718 |
1025,978 |
922,500 |
Кинематический расчет ступени компрессора на среднем радиусе.
Вход в рабочее колесо.
2.16. Окружная скорость на среднем диаметре.
м/с.
2.17. Коэффициент уменьшения теоретического напора.
-
задаемся.
2.18. коэффициент теоретического напора.
.
2.19. Степень реактивности.
Ступень |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
0,6 |
0,5 |
0,6 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,55 |
0,6 |
2.20. Закрутка потока на входе в РК.
м/с.
2.21. Осевая скорость.
Ступень |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
180 |
180 |
180 |
180 |
180 |
180 |
180 |
170 |
160 |
145 |
135 |
130 |
,
м/с
2.22. Угол закрутки потока.
.
2.23. Приведенная абсолютная скорость.
.
2.24. Площадь проходного сечения.
м2,
где
=0,844.
2.25. Окружная составляющая относительной скорости.
м/с.
2.26. Угол входа потока в РК в относительном движении.
.
2.27. Полная температура в относительном движении.
К.
2.28. Приведенная скорость в относительном движении.
.
-
дозвуковые ступени.
Расчет для последующих ступеней свожу в таблицу 6.
Таблица 6.
Ступень |
U1срi |
кн |
H'тi |
ρк |
с1ui |
с1a |
α1i |
λ1i |
1 |
289,290 |
0,980 |
0,231 |
0,600 |
82,342 |
180,000 |
65,451 |
0,637 |
2 |
284,835 |
0,970 |
0,335 |
0,580 |
71,921 |
180,000 |
68,255 |
0,605 |
3 |
281,826 |
0,960 |
0,333 |
0,600 |
65,797 |
180,000 |
69,956 |
0,574 |
4 |
279,720 |
0,950 |
0,428 |
0,500 |
79,954 |
180,000 |
66,083 |
0,569 |
5 |
275,808 |
0,940 |
0,423 |
0,500 |
79,516 |
180,000 |
66,200 |
0,544 |
6 |
271,294 |
0,930 |
0,417 |
0,500 |
79,127 |
180,000 |
66,304 |
0,524 |
7 |
270,091 |
0,920 |
0,418 |
0,500 |
78,580 |
180,000 |
66,450 |
0,507 |
8 |
269,790 |
0,910 |
0,422 |
0,500 |
77,978 |
170,000 |
65,393 |
0,468 |
9 |
268,586 |
0,900 |
0,423 |
0,500 |
77,426 |
160,000 |
64,210 |
0,433 |
10 |
267,382 |
0,890 |
0,383 |
0,550 |
69,129 |
145,000 |
64,543 |
0,381 |
11 |
259,258 |
0,885 |
0,352 |
0,570 |
65,798 |
135,000 |
64,048 |
0,348 |
12 |
264,541 |
0,880 |
0,291 |
0,600 |
67,317 |
130,000 |
62,656 |
0,333 |
Fкi |
W1ui |
β1i |
T1wi |
λ1wi |
0,115 |
206,948 |
41,037 |
305,934 |
0,857 |
0,099 |
212,914 |
40,232 |
326,809 |
0,843 |
0,081 |
216,029 |
39,822 |
354,126 |
0,817 |
0,069 |
199,766 |
42,042 |
375,005 |
0,759 |
0,057 |
196,292 |
42,542 |
406,035 |
0,722 |
0,048 |
192,167 |
43,149 |
435,393 |
0,690 |
0,041 |
191,511 |
43,247 |
463,689 |
0,667 |
0,037 |
191,812 |
41,571 |
491,715 |
0,632 |
0,035 |
191,160 |
39,949 |
519,442 |
0,598 |
0,033 |
198,253 |
36,200 |
548,777 |
0,573 |
0,032 |
193,459 |
34,926 |
572,310 |
0,539 |
0,031 |
197,224 |
33,408 |
593,800 |
0,530 |
Выход из РК.
2.29. Окружная скорость.
м/с.
где:
-
средний диаметр на выходе из РК; снимаю
с чертежа проточной части компрессора.
2.30. Закрутка потока на выходе из колеса.
м/с.
2.31. Осевая скорость:
м/с.
где:
- скорость на входе в следующую ступень
равная
.
2.32. Окружная составляющая скорости в относительном движении.
м/с.
2.33. Угол выхода потока в относительном движении.
.
2.34. Угол входа потока в НА.
.
2.35. Приведенная скорость на входе в НА.
.
Аэродинамическое
ограничение для всех типов ступеней
.
2.36. Угол поворота потока в РК.
.
2.37. Угол потока в НА.
.
2.38.
По значениям
определяю потребную густоту решетки.
Густота
рабочей решетки не должна превышать
,
иначе возникнут трудности размещения
лопаток на диске и возрастут потери на
трение в корневом сечении.
.
Расчет для последующих ступеней свожу в табл.7.
Таблица 7.
Ступень |
U2срi |
с2ui |
с2a |
W2ui |
β2i |
α2i |
λ2i |
∆β |
b/t |
∆α |
|||
1 |
287,063 |
150,247 |
180,000 |
136,816 |
52,789 |
50,173 |
0,731 |
11,752 |
0,6 |
15,278 |
|||
2 |
284,835 |
167,340 |
180,000 |
117,495 |
56,894 |
47,111 |
0,736 |
16,662 |
1,4 |
21,144 |
|||
3 |
280,773 |
160,263 |
180,000 |
120,510 |
56,226 |
48,344 |
0,696 |
16,404 |
1,4 |
21,612 |
|||
4 |
277,764 |
201,173 |
180,000 |
76,591 |
66,984 |
41,842 |
0,747 |
24,942 |
1,5 |
24,241 |
|||
5 |
273,551 |
197,911 |
180,000 |
75,640 |
67,241 |
42,308 |
0,713 |
24,698 |
1,5 |
23,892 |
|||
6 |
270,692 |
192,594 |
180,000 |
78,098 |
66,579 |
43,086 |
0,680 |
23,429 |
1,5 |
23,218 |
|||
7 |
269,940 |
191,617 |
175,000 |
78,323 |
65,922 |
42,426 |
0,650 |
22,675 |
1,5 |
24,023 |
|||
8 |
269,188 |
192,241 |
165,000 |
76,947 |
65,031 |
40,660 |
0,617 |
23,460 |
1,5 |
24,732 |
|||
9 |
267,984 |
191,590 |
152,500 |
76,395 |
63,424 |
38,538 |
0,580 |
23,474 |
1,4 |
25,671 |
|||
10 |
263,320 |
174,161 |
140,000 |
89,159 |
57,538 |
38,814 |
0,518 |
21,339 |
1,3 |
25,729 |
|||
11 |
264,541 |
154,024 |
135,000 |
110,517 |
50,720 |
41,255 |
0,466 |
15,794 |
1,3 |
22,793 |
|||
12 |
259,093 |
147,351 |
130,000 |
111,742 |
49,344 |
41,441 |
0,440 |
15,936 |
1,3 |
21,214 |
|||