Расчет координат профиля

Исходные параметры базового профиля: ; .

Исходные параметры проектируемого профиля: ; ; ; .

		0,02	0,05	0,10	0,15	0,20	0,25	0,30	0,40	0,50	0,60	0,70	0,80	0,90
		0,0098	0,0234	0,0431	0,0591	0,0727	0,088	0,0907	0,0989	0,0985	0,0905	0,076	0,0557	0,0301
		0,0176	0,0263	0,0348	0,0398	0,0443	0,0468	0,0488	0,05	0,0488	0,0453	0,038	0,028	0,0168
		0,4744	0,4296	0,3596	0,295	0,2355	0,1802	0,1289	0,0367	-0,0419	-0,1122	-0,1756	-0,2304	-0,2791
		0,3698	0,2875	0,135	0,095	0,07	0,045	0,0288		-0,0238	-0,0538	-0,0862	-0,1012	-0,1188
10

В районе малой кривизны профиля интервал при расчете ординат и берется равным, обычно, 0,1, а на входной кромке интервал уменьшается до 0,03.

Необходимой исходной информацией для расчета координат проектируемого профиля (помимо параметров базового профиля) являются следующие величины, полученные при расчете параметров по радиусу: хорда b; угол изгиба входной кромки (в расчетах необходим ) и относительная максимальная толщина профиля . Дальнейший расчет удобно выполнять в табличном виде (см. табл. 6.1).

В качестве примера рассчитаны для среднего радиуса координаты профиля рабочей лопатки хххх ступени компрессора хххх давления. Необходимые исходные данные взяты из табл. 5.1. Результаты расчета сведены в табл. 6.1.

По полученным координатам строится проектируемый профиль. Обычно построение проводится в крупном масштабе (М=10:1; М=5:1). Ось (х) совпадает с хордой (b). Каждому значению (х) соответствуют значения () и (), откладываемые по нормали к оси (х). Полученные точки соединяются плавной кривой, которая и представляет собой очертание проектируемого профиля (см. рис. 6.2а). Сопряжение спинки и корыта осуществляется графически радиусом сопряжения входной и выходной кромки. Обычно , а от .

Аналогично рассчитываются координаты профилей для любого расчетного сечения. Следует учитывать, что максимальная относительная толщина профиля переменна по высоте лопатки и обычно принимается в корневом сечении лопатки , а на периферии .

После построения профиля следует проверит угол раскрытия эквивалентного плоского диффузора в расчетном сечении и определить максимальное число Маха в решетке. С этой целью необходимо выполнить чертеж плоской решетки (рис. 6.2б) и по величинам проходных сечений и и диаметрам вписанных окружностей построить плоский эквивалентный диффузор, приняв за его длину (l) длину средней линии профиля. Угол раскрытия диффузора необходимо сравнить с расчетным значением (см. табл. 5.1). При правильно выполненных расчетах и построении эти углы должны практически совпадать.

В каждом расчетном сечении, где выполняется профилирование, для решетки графически определяется величина - площадь горла решетки, а затем определяется отношение . Графическая зависимость (рис. 6.3) дает возможность определить величину по полученному отношению .

Рис. 6.3. Зависимость числа от отношения

 

Для рабочих решеток найденное значение сравнивается с расчетным значением для данного профиля, а для решеток спрямляющего аппарата значение сравнивается с расчетным числом . Необходимо, чтобы было больше чисел , .

Учитывая, что компрессорные лопатки слабо изогнутые, характеристики спроектированных профилей можно определять по упрощенным формулам

; ;

; ; ,

где – площадь профиля;

J – минимальный и максимальный момент инерции профиля;

f – ордината средней линии профиля в точке максимальной выгнутости (см. рис.6.2а);

– координаты центра тяжести профиля.

Выполненные газодинамические расчеты по радиусу и профилирование дают необходимые данные для конструирования лопаток в целом и их расчета на прочность.