Газотурбинный двигатель для привода электрогенератора на базе ДО-49

курсовая работа

1 РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ РЕШЕТОК ПРОФИЛЕЙ ДОЗВУКОВОГО ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА

Проектирование элементов проточной части компрессора для получения высоких КПД должно выполняться с учётом изменений параметров газа по высоте лопатки. При этом допускается считать постоянными значения давления и температуры воздуха по заторможенным параметрам перед ступенью компрессора в радиальном и окружном направлениях. Рассчитывая ступень компрессора вполне достаточно определить параметры потока и треугольники скоростей в пяти сечениях.

Для получения более высоких окружных скоростей в ступени осевого компрессора при обеспечении дозвукового обтекания лопаток примем закон постоянства степени реактивности и теоретического напора по радиусу. С ростом U, уменьшением са и увеличением сu по радиусу уменьшаются абсолютные и относительные скорости и углы потока в ступени с ?к=const, Нт= const. Лопатки РК такой ступени закручены по высоте несколько меньше, чем при законе сur =const.

Лопатки ВНА сильнее изогнуты в периферийной части и почти не отклоняют поток у втулки, а в ступени с сur =const лопатки ВНА должны быть изогнуты у втулки значительно больше, чем на периферии. Так же преимуществом выбранного закона является возможность использовать более высокие значения окружных скоростей в связи с меньшим изменением W1 по радиусу.[1]

Табл. 1.1 Исходные данные

Параметры

Размерноcть

Сечение

Втулочное

Среднее

Периферийное

D

М

0,336

0,421

0,491

= r/rср

-

0,684

0,857

1,0

Uср

м/с

-

310

-

U=Uср r/rср

м/с

247,5

310

361,8

м/с

-

170

-

С2а ср

м/с

-

170

-

С 1u ср

м/с

-

96,06

-

С2u ср

м/с

-

178,8

-

?к cр

-

0,55

-

Дж/кг

-

26040

-

К

288,15

288,15

288,15

К

313,49

313,49

313,49

Исходные данные для расчета берутся из подробного газодинамического счета на среднем радиусе.

Далее, выбрав закон крутки потока, по соответствующим формулам рассчитываются все параметры в трех сечениях (радиусах).

Расчет са и сu при с= с для данного закона закрутки () приведен в табл.1.2; расчет некоторых параметров планов скоростей приведен в табл.1.3[1].

Табл.1.2 Расчет са и сu при с= с

Параметры

Размерность

Сечение

Втулочное

Среднее

Перифер. (к)

м/с

207,4

170

121,6

-

0,55

0,55

0,55

Дж/кг

26040

26040

26040

м/с

58,8

97,5

126,8

м/с

164,0

181,5

198,8

м/с

333,8

336,2

338,3

-

0,792

0,740

0,689

град

74,2

60,2

43,8

град

51,7

43,1

31,5

град

47,7

38,7

27,4

град

68,1

52,9

36,7

град

22,5

17,0

123

град

20,4

14,3

9,4

Табл.1.3 Расчет некоторых параметров планов скоростей

Параметры

Размерность

Сечение

втулочное

среднее

периферийное

м/с

280.4

272,1

264,6

м/с

215,6

196,0

175,7

м/с

325,4

327,8

330,1

-

0.862

0.830

0.802

м/с

223,6

213,1

203,4

м/с

264,4

248,7

233,1

(для воздуха принять К=1,39 и R=287 Дж/кгК).

По результатам расчетов в масштабе строим треугольники скоростей на трех радиусах, (рис.1.1).

Рисунок 1.1 Треугольники скоростей

Полученные выше кинематические параметры являются исходными для расчета профилей лопаток и решеток РК дозвукового осевого компрессора, который производится в определенной последовательности.

Табл.1.4 Расчет параметров решетки на среднем радиусе

Параметры

Размерность

Величина

Dk

М

0,491

Dср

М

0,421

Dвт

М

0,336

М

0,07755

--

2,7

М

0,0287

Град

14,3

--

0,9

Град

15,8

Град

52,9

Град

17

--

0,93

по графику(рис.2.3 [5])

--

0,82

М

0,035

Шт.

37,7

Z

Шт.

38

М

0,0347

М

0,0285

--

2,72

Табл.1.5 Расчет параметров лопаток и решеток профилей по радиусу.

Параметры

Размерность

Сечение

втулочное

среднее

периферийное

М

0,034

0,034

0,034

D

М

0,336

0,421

0,491

М

0,0277

0,0347

0,0406

b/t

--

1,23

0,98

0,84

i

Град

0

0

0

Град

68,1

52,9

37,4

--

0,5

0,5

0,5

--

0,27

0,3

0,34

??

Град

20,4

14,3

9,6

Град

27,1

20,6

15,1

Град

6,7

6,3

5,5

?1

Град

47,7

38,7

27,9

Град

47,7

38,7

27,9

Град

74,8

59,2

42,9

К

--

0,5

0,5

0,5

Град

13,5

10,3

7,5

Град

13,5

10,3

7,5

М

0,1413

0,1872

0,2571

М

0,0727

0,0951

0,1297

М

0,0343

0,0342

0,0341

Град

61,2

49,0

35,4

М

0,0298

0,0256

0,0197

Хср л, %

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Хср л

0

3,4

6,8

10,2

13,6

17

20,4

23,8

27,2

30,6

34

Уср л вт

0

0,74

1,31

1,72

1,96

2,05

1,96

1,72

1,31

0,74

0

Уср л ср

0

0,56

0,99

1,30

1,48

1,54

1,48

1,30

0,99

0,56

0

Уср л к

0

0,40

0,72

0,94

1,08

1,12

1,08

0,94

0,72

0,4

0

Табл.1.6 Результаты расчета координат средней линии

По результатам расчетов строим решетки профилей рабочего колеса первой ступени компрессора.

Рисунок 1.2 Решетки профилей

Таблица 1.7 Координаты рассчитанного профиля

x, mm

у вт,мм

у ср,мм

у пер,мм

0

0,000

0,000

0,000

0,000

0,000

10

0,353

3,400

0,959

0,719

0,479

20

0,455

6,800

1,238

0,928

0,619

30

0,493

10,200

1,340

1,005

0,670

40

0,500

13,600

1,360

1,020

0,680

50

0,486

17,000

1,321

0,991

0,661

60

0,444

20,400

1,208

0,906

0,604

70

0,378

23,800

1,029

0,772

0,514

80

0,285

27,200

0,775

0,581

0,388

90

0,172

30,600

0,468

0,351

0,234

100

0,000

34,000

0,000

0,000

0,000

Назначены значения относительной максимальной толщины профиля пера с учетом линейности их распределения по радиусу, вычислены абсолютные значения максимальной толщины сbmax. В табл.1.5 внесены значения диаметра «горла» АГ, получаемые в дальнейшем при графическом построении решетки, а также посчитанные значения А1.

Делись добром ;)