Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Пояснения к предварительному расчету осевого компрессора




 

1. Для проточной части характерно повышение работы ступени с увеличением номера ступени за счет роста средних окружных скоростей. В компрессоре с такой проточной частью заданная степень повышения давления достигается при меньшем числе ступеней и осевом размере проточной части. Это достоинство часто имеет решающее значение при выборе этой проточной части, особенно для транспортных компрессоров. Недостаток ее очевиден из анализа формулы для площади проходного сечения й ступени Увеличение при одновременном уменьшении приводит к резкому уменьшению длины лопатки в последних ступенях, которая во избежание лишних потерь энергии ограничивается .

Проточная часть при одинаковой может получиться несколько длиннее предыдущей, но имеет большие высоты лопаток. Кроме того, она позволяет сократить радиальные размеры всего агрегата и при унификации узлов крепления рабочих лопаток имеет некоторые технологические преимущества перед проточной частью типа .

Для компрессоров с небольшой производительностью предпочтительно выбирать проточную часть .

2. В зависимости от исходных данных или принятых соображений о назначении компрессора на судне, о его размещении и о предполагаемой схеме воздухоприемного тракта величину для КНД выбирают в пределах 1000…2500 Па. Принимаю 1600.

3. Для современных дозвуковых компрессоров низкого давления можно выбирать =120..180 м/с (для около- и сверхзвуковых компрессоров эта скорость может превышать 200 м/с). Чем больше производительность, тем величина скорости больше. В КВД значения осевых скоростей на входе в первую ступень выбирают меньше, с учетом торможения потока в КНД и небольшого поджатия в переходном патрубке: = 100…150 м/c. Принимаю 160 м/с

4. Для большей эффективности динамического принципа действия, используемого в осевом компрессоре, целесообразно сохранять высокую осевую скорость во всех ступенях. Однако при этом длины лопаток, особенно в последних ступенях становятся недопустимо малыми. Поэтому приходится поток в проточной части постепенно притормаживать. Обычно осевая скорость на входе в последнюю ступень =(0,7…0,9) м/с. Принимаю коэффициент 0.88.

5. Абсолютная скорость потока перед первой ступенью выбирают из диапазона =(1,0…1,2) м/с. Увеличение по сравнению с осевой скоростью предполагает наличие предварительной закрутки потока. Принимаю коэффициент 1.

6. Абсолютная скорость потока перед первой ступенью выбирают из диапазона =(1,0…1,2) м/с. Конкретное значение числового коэффициента, как правило, выбирают, такое же, как и для первой ступени, стремясь обеспечить по возможности одинаковые углы у решеток всех ступеней. Принимаю коэффициент 1,2.

7. Значение скорости потока на выходе из компрессора определяется потребителем сжатого газа. Если компрессор работает на развитые коммуникации, принимают = 40…60 м/с. Для компрессора, работающего непосредственно на камеру сгорания, выходную скорость можно принять из условия хорошего образования и поддержания факела горения = 40…140 м/с. Принимаю 130 м/с.

8. Коэффициент расхода первой ступени выбирают в пределах = 0,45…0,7 для ступеней с реактивностью близкой к 0,5. При больших можно получить недогрузку элементарных ступеней. Если будет меньше, запас устойчивости компрессора может оказаться недостаточным. При > 0,5 диапазон оптимальных значений может смещаться в сторону увеличения. Принимаю 0,55.

9. В многоступенчатом компрессоре величина КПД ступени обычно является переменной. На этапе предварительного расчета можно принимать среднее в проточной части значение КПД ступени в пределах =0,88…0,93. Большие значения КПД соответствуют ступеням с умеренными числами Маха и ступеням в компрессорах большой производительностью. От величины зависит значение . Поэтому он проверяется на последующих этапах расчета. .Принимаю 0,9.

10. По опытным данным рекомендуется КПД входного устройства рекомендуется выбирать = 0,9…0,98 в зависимости от конструкции входного устройства. Принимаю 0,93

11.Выходные устройства компрессоров прямоточных ГТД представляют собой обычно венцы СА и небольшие по протяженности соседние кольцевые пространства. Для них =0,88…0,9. Принимаю 0,9.

12. С помощью коэффициента затраченной работы учитывается уменьшение работы, сообщаемой в среднем элементарными ступенями газу по сравнению с теоретическим напором, вследствие неравномерного распределения осевых скоростей по высоте канала целой ступени. Оно связано с наличием пограничного слоя на торцевых поверхностях, ограничивающих канал. = 0,96 …1,0. Величина =1,0 соответствует длине лопаток первой ступени > 200 мм. Принимаю 1,0.

13. Толщина пограничных слоев увеличивается с ростом номера ступени. Поэтому коэффициент затраченной работы в последних ступенях уменьшается. Исходя из этого, и =0,85…0,9. Принимаю 0,85.

14. Для первых ступеней оптимальные значения относительного шага на среднем диаметре рекомендуется выбирать = 0,9…1,1.Принимаю 1.

15. По условиям работы последних ступеней необходимо некоторое уменьшение . Это связано с тем, что при большей плотности газа для обеспечения безотрывного поворота потока на заданный угол требуется большая густота (меньший шаг) решеток элементарных ступеней. Поэтому = 0,7…0,85. Принимаю 0,8.

16. Механический КПД компрессора =0,98…0,995. Принимаю 0,99.

24. Выгодное для роста сообщаемой газу работы увеличение = м/с, ограничивается прочностью лопаток и превышением допустимых чисел Маха. Современные дозвуковые компрессоры на периферии первой ступени могут иметь окружные скорости до 300…400 м/с. В около - и в сверхзвуковых компрессорах достигает 450…490 м/с. Исходя из этих соображений, и принимается ограничение величины . Если величина из-за этого ограничения ил по другой причине не устраивает проектанта, необходимо вернуться к выбору величин и .

= .

26. Ограничение величины относительного диаметра втулки =0,35…0,7 объясняется следующим. Уменьшение позволяет сократить при заданной производительности радиальный габарит компрессора. Однако при этом могут сильно возрасти напряжения в корневых сечениях лопаток, в хвостовиках и в ободе диска при близком расположении прорезей для крепления лопаток. Кроме того, из-за появления значительных радиальных составляющих скоростей в межлопаточных каналах и загромождения проходного сечения у втулки снижается экономичность компрессора. Слишком большие означают:

· уменьшение высоты лопаток, которая в последних ступенях может оказаться недопустимо малой,

· увеличение поверхности пассивного обтекания статора и ротора, что приводит к возрастанию гидравлических потерь.

30. Большие значения недопустимы, т.к. при этом первая ступень будет получаться сверхзвуковой. При =0,6…0,65 первая ступень может оказаться околозвуковой. В наших расчетах рассматривается проектирование дозвуковых компрессоров. =0,647

32.Выбор материала для изготовления компрессорных лопаток и его механические характеристики производится из таблицы.

34. Прочность лопаток можно считать достаточной, если ее запас по сравнению с пределом текучести материала составляет = 1,5…2,5. .

35. К непроизводительным затратам вне каналов относятся потери, связанные с перетеканием в радиальных зазорах, и вентиляционные потери на рабочем диске. Эти потери учитываются с помощью коэффициента концевых потерь. Найти его можно с помощью графической зависимости.

36. Расчетная работа первой ступени =20…30 кДж/кг. Меньшая работа будет свидетельствовать о недогрузке ступени, большую величину допускать нельзя, т.к. при малых обычно не удается обеспечить ее во втулочных элементарных ступенях и закон постоянства работы вдоль радиуса нарушается. =29 кДж/кг

 

37. Скорость газа за последней ступенью принимается из расчета среднего торможения потока в ступени .Принимаю коэффициент 4.

39. Уравнение для степени повышения давления проточной части записано в неявном виде и решается последовательными приближениями. В первом приближении принимается =(1,1…1,2) и подставляется в данную формулу. Если разница между больше 0,1 необходимо сделать третье приближение. Если разница между меньше 0,1,то вторым приближением можно ограничиться. Разница =0,1

46. Для судовых компрессоров длина лопатки последней ступени должна быть м. При меньших экономичность последней ступени может получиться неприемлемо низкой из-за сближения пограничных слоев на торцевых поверхностях межлопаточных каналов. .

47. Относительный шаг лопаток на втулке последней ступени должен быть . .

49. Коэффициент расхода последней ступени = . Если это ограничение не соблюдается, необходимо выбрать проточную часть или увеличить скорости .

53. Обычно величина на 3…5% меньше среднего КПД ступени в проточной части (значение КПД ступени =0,88…0,93). Если разница оказывается больше, это может свидетельствовать о неоптимальном сочетании выбранных дополнительных исходных данных.

Если значение полученного КПД компрессора неприемлемо, нужно изменить средний КПД ступени или КПД входного и выходного устройства. Надо иметь в виду, что эти изменения приведут в дальнейшем к изменению требований к конструкции и качеству изготовления этих элементов.

57. Средняя расчетная работа ступени в проточной части зависит от выбранного закона распределения по ступеням. При линейном законе распределения

.= 0,5(29689+34015)= 37111,86

Для сокращения числа ступеней целесообразно нагружать средние ступени, и работу средней ступени можно выбрать из условия

.

37111,86

58. Полученная величина округляется до целого числа. Уточняем


 


Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой





Дата добавления: 2015-09-07; просмотров: 331. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.048 сек.) русская версия | украинская версия
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7