 |
Профилирование элементов ЦБК
|
|
|
|
Расчет компрессора
Исходными данными для расчета компрессора являются:
=5 
- расход воздуха;
=11 - степень повышения давления;
=0,8 - кпд компрессора;
=900 
- лопаточный угол на выходе из рабочего колеса;
=101300 Па; -давление атмосферного воздуха.
=288К–температура атмосферного воздуха.
1. Адиабатная и действительные работы компрессора
2. Задаемся величиной 
согласно таблице 1(методичка)
таблица 1
Внимание! Полученное значение коэффициента адиабатического напора 
является предварительным и подлежит уточнению в дальнейшем.
3. Окружная скорость на диаметре 
:
4. Задаемся 
и с помощью таблицы 2 определяем оптимальное значение параметра
= 
Величина 
зависит от типа входного устройства (
):
- осевой вход; задаемся 
5. Площадь входного сечения рабочего колеса:
- коэффициент, учитывающий загромождение пограничным слоем и зависит от типа входного устройства и расхода воздуха.
- для осевого входного устройства;
Для нахождения 
необходимо определить закон закрутки по высоте лопатки перед колесом.
При выборе величины относительного диаметра втулки 
следует руководствоваться конструктивными соображениями, ориентируясь на 
. Задаемся законом закрутки 
и 
, тогда
о 
Критическая скорость
По таблице газодинамических функций
Задаваясь 
и 
, получим
6. Периферийный диаметр колеса на входе:
7. Максимальный диаметр колеса:
8. Диаметр втулки колеса на входе:
Если полученный диаметр втулки мал, то следует задаться такой величиной 
, чтобы 
получился не менее 0,06м.
|
|
|
9. Частота вращения
10. Параметры потока на входе в колесо:
Таким образом, значение угла 
получилось равным 
. Однако, значение углов 
, представленные в таблице 2, являются ориентировочными, т.к. достоверных данных по отношению коэффициентов потерь 
, от которого в основном зависит величина , нет.
В выполненных конструкциях величина угла находится в пределах 30-40о.
Для рассматриваемого примера считаем полученное значение 
приемлемым. По таблицам газодинамических функций определяем:
11. Параметры потока на выходе из колеса
Кпд колеса 
в зависимости от относительной скорости 
определяется по рис. 1.
Рис. 1. Зависимость от относительной скорости в относительном движении .(При 
).
При 
.
В связи с этим рекомендуется принимать
(или 
)
Величина 
должна быть тем больше, чем выше окружная скорость.
Задаем
.
Число лопаток Z=24.
Определяем коэффициент мощности 
по формуле Казанджана:
где 
По таблице газодинамических функций
12. Уточнение величины коэффициента адиабатического напора 
.
Определяем коэффициент дисковых потерь.
Безразмерный коэффициент b есть функция числа Рейнольдса, учитывающий одновременно потери мощности от перетекании
- для полузакрытых колец;
Так как уточненное значение 
отличается от принятого ранее больше, чем на 0,005 необходимо повторить расчет с п.3, приняв полученное значение 
как окончательное.
13. Окончательный расчет параметров потока на входе и геометрических параметров входного сечения рабочего колеса.
Значение 
принимаем полученным в п.10.
Совпадение 
и полученного хорошее.
|
|
|
14. Окончательный расчет параметров потока на выходе и геометрических параметров выходного сечения рабочего колеса.
В виду незначительного изменения 
и соответственно 
, величины 
остаются теми же.
Величина 
=0,901 не пересчитывается.
Величины
=0,045, 
и 
=0,765
можно не уточнять.
По таблицам газодинамических функций
=1,05- коэффициент, учитывающий загромождение выходного сечения поперечным слоем,
- коэффициент, учитывающий конструкцию выходного сечения лопатками.
- число лопаток колеса.
- толщина лопатки на выходе из колеса.
Так как, проектируемый компрессор малорасходный и колесо предполагается сделать полуоткрытым с механической обработкой лопаток, принимаем
Высота лопатки на выходе получилась удовлетворительной (h2>0,005м).
, что приемлемо (см. п.11)
15.Порядок и результаты расчета параметров потока на выходе из безлопаточного диффузора
1) Первое приближение
=1,1;
;
=0,011м;
=1,05;
=1,015;
=1,01;
= 
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
2) Второе приближение
= 
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
.
Параметры, полученные во 2 приближении можно считать окончательными.
16. Расчёт параметров потока на выходе из радиального лопаточного диффузора
;
;
=0,945;
;
;
при 
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
из таблиц ГДФ 
;
;
;
;
;
;
.
Так как скорость 
(максимально допустимой величины на выходе из компрессора), то необходимо использовать дополнительный осевой диффузор, предварительно развернув поток на 
в меридиональной плоскости.
17.Расчет параметров на входе в осевой диффузор и на выходе из него.
;,
;
;
;
.
В 1ом приближении принимаем
;
;
;
;
;
;
;
;
;
; 
; 
;
Отличие 
от принятого значения 
менее 0,2%. 2ое приближение не требуется
;
;
;
;
;
;
, 
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
.
Профилирование элементов ЦБК
Профилирование рабочих колес центробежных компрессоров производится в меридиональном и цилиндрическом сечениях.
В настоящее время имеется достаточно много подробных методик профилирования (Холщевников К.В., Бекнев В.С., Селезнев К.П. и др.). Все они, в той или иной мере, связаны с существующими технологиями изготовления рабочего колеса, которые постоянно совершенствуются. В связи с этим возникла необходимость уточнения некоторых положений методологии профилирования, а именно:
|
|
|
Профилирование вращающегося направляющего аппарата (ВНА) радиального колеса с комбинированной средней линией лопатки.
Профилирование скелетной линии реактивного колеса и наращивание на нее тела лопатки.
Профилирование радиального клинового диффузора с точным определением координат всех точек профиля.
Рассматривается также один из способов профилирования меридионального отвода рабочего колеса.
|
|
|
12 |
