rpd000010970 (1012472), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

- физические константы рабочего тела;

общая степень повышения полного давления в компрессоре внутреннего контура;

степень повышения полного давления в компрессоре низкого давления;

окружная скорость на наружном диаметре рабочего колеса первой ступени компрессора низкого давления, ;

окружная скорость на наружном диаметре рабочего колеса первой ступени компрессора высокого давления, ;

расходная составляющая скорости потока на выходе из компрессора, ;

число ступеней КНД и суммарное число ступеней в компрессоре соответственно;

относительный диаметр втулки на входе в рабочее колесо первой ступени КНД;

коэффициент в уравнении расхода, учитывающий загромождение проходного сечения канала пограничным слоем на стенках;

коэффициент восстановления полного давления в направляющем аппарате ступени, во входном направляющем аппарате компрессора;

коэффициент восстановления полного давления в переходном канале между КНД и КВД;

- расходная составляющая скорости на входе в ступень, ;

затраченный напор ступени, ;

изоэнтропический КПД ступени по параметрам заторможенного потока;

- кинематическая степень реактивности ступени;

- угол атаки на рабочие лопатки ступени на среднем радиусе, град;

отношение среднего диаметра первой ступени компрессора высокого давления к среднему диаметру последней ступени КНД;

Часть исходных данных получена в результате выполнения термогазодинамического расчета и согласования компрессоров и турбин.

Результаты расчета, полученные при вводе рассмотренных выше параметров в файл исходных данных программы GDROK, представлены в таблице 3.1

Таблица 3.1 Исходные данные

Таблица 3.2 Результаты расчета компрессора

Ниже представлены графики распределения и (рисунок 3.1); и (рисунок 3.2); , , , , (рисунок 3.3), построенные по значениям из таблицы 3.2

Рисунок 3.1 Распределение и по ступеням КНД и КВД

Рисунок 3.2 Распределение и по ступеням КНД и КВД

Рисунок 3.3 Распределение , , , , по ступеням КНД и КВД

Анализируя полученные графики распределения затраченного напора, по ступеням видим, что оно соответствует рациональной загрузке ступеней. При распределении работ по ступеням компрессора учтены особенности условий работы первых и последних ступеней компрессора.

Рисунок 3.4 Схема проточной части КНД и КВД

На рисунках 3.5-3.11 представлены планы скоростей компрессора для 7-ми ступеней.

Рисунок 3.5 План скоростей компрессора для ступени №1на среднем радиусе

Рисунок 3.6 План скоростей компрессора для ступени №2на среднем радиусе

Рисунок 3.7 План скоростей компрессора для ступени №3на среднем радиусе

Рисунок 3.8 План скоростей компрессора для ступени №4на среднем радиусе

Рисунок 3.9 План скоростей компрессора для ступени №5на среднем радиусе

Рисунок 3.10 План скоростей компрессора для ступени №6на среднем радиусе

Рисунок 3.11 План скоростей компрессора для ступени №7на среднем радиусе

3.2 Газодинамический расчет центробежной части компрессора

Широкое применение компрессоров с центробежными ступенями обусловлено возможностью реализации в таких ступенях достаточно больших степеней повышения давления при достигнутом, сравнительно высоком уровне совершенства сжатия. Центробежный компрессор имеет незначительные осевые размеры, долговечен в работе, прост в изготовлении и эксплуатации.

Несмотря на недостаток - относительно большие диаметральные размеры, в последнее время рассматривается и проводится внедрение применение центробежных ступеней малоразмерных двигателях.

Реальное течение в ЦБК весьма сложное, трехмерное. Нестационарное движение и полный его анализ связан с решением многих трудных проблем. Полому в данном проекте воспользуемся стационарным одномерным подходом, согласно которому параметры потока усреднены по времени и одинаковы на окружности в характерных поперечных сечениях.

Исходными данными для приведенных ниже расчетов частично являются результаты, полученные при выполнении термогазодинамического расчета двигателя, согласовании параметров компрессора и турбины и газодинамического расчета осевой части компрессора, определяющего параметры на входе в ступень.

Расчет центробежной ступени компрессора выполняется с помощью программы СВК. ЕХЕ [4].

В таблице 3.3 приведены результаты расчета ступени ЦБК на ЭВМ. На рис 3.12 показана схема центробежной ступени компрессора и распределение параметров потока. Треугольники скоростей на входе и выходе из ЦБК показаны на рис 3.13.

Таблица 3.3 Расчета ступени ЦБК на ЭВМ

Рисунок 3.12 Проточная часть и параметры центробежной ступени

Рисунок 3.13 треугольники скоростей центробежной ступени

3.3 Расчет первой ступени компрессора высокого давления на инженерном калькуляторе

Газодинамический расчет ступени на среднем диаметре выполняется при определенных упрощающих допущениях: С_2а=С_1а=С_а и U_2cp=U_1cp=U_cp.

Исходные данные:

Gв=30,03 кг/с; π_ст^*= 1,250; k_H = 0,928;

Т_В^*=463,5 К; С_1а= 180 м/с; k_G = 1,031;

Р_В^*=449335 Па; η_ст^*= 0,885; k = 1,38;

= 0,7024; σ_ВНА= 0,99; R= 287Дж/кг·К;

U_К= 395 м/с; σ_НА= 0,985; С_р= 1004,5 Дж/кг·К.

Н_Z= 34650 Дж/кг; М _{W1 доп}= 0,8; m=0,04042 (Дж/кг·К) - ^0,5.

Параметры заторможенного потока воздуха на входе в РК:

Т₁^*=Т_В^*=463,5 К;

P₁^*= P_В^*· σ_ВНА= 453873 ·0,99 = 449335Па.

Параметры заторможенного потока на выходе из первой ступени:

Окружная скорость на среднем диаметре и коэффициент теоретического напора:

Выбор кинематической степени реактивности:

Принимаем ρ = 0,62. Скорость и направление потока на входе в РК:

Находим газодинамические функции по формулам для воздуха:

Площадь проходного сечения и геометрические размеры входа в РК:

Действительные параметры потока на входе в РК, скорость и направление в относительном движении:

Параметры потока воздуха на выходе из РК:

Частота вращения ротора компрессора:

В результате газодинамического расчета компрессора на ЭВМ получены геометрические параметры проточной части компрессора , , , , на среднем радиусе каждой ступени, а также работа и степень повышения давления каждой ступени.

Из результата расчета видно, что полученный осевой компрессор обеспечивает заданный π_к^* и имеет современный уровень КПД.

Компрессор низкого давления, средненагруженный ( = 0,2475), состоит из пяти ступеней и имеет значение коэффициента полезного действия *=0,8671. Относительный диаметр втулки , что не превышает допустимый ( ) для первых ступеней КНД ТВВД. Окружная скорость первой ступени находится в допустимых пределах

Осевая часть компрессора высокого давления, средненагруженная ( =0,2338), состоит из двух ступеней и имеет значение коэффициента полезного действия *=0,8764. Относительный диаметр втулки , что не превышает допустимый ( ) для первых ступеней КВД. Окружная скорость первой ступени находится в допустимых пределах Угол на всех ступенях компрессора, что не приводит к снижению КПД ступени. на всех осевых ступенях, что не способствует увеличению потерь в решетках ступеней. Загруженность ступеней КНД максимальная на средних ступенях и уменьшается на крайних. Центробежная ступень компрессора высокого давления средненагруженная ( =0,6034), и имеет КПД *=0,8523. Компрессор отвечает всем требованиям, предъявляемым к современным авиационным компрессорам.

4. Профилирование ступени компрессора

Расчет производим для первой ступени КВД. В таблице 4.1 представлены основные исходные данные к расчетам; таблице 4.2 - расчет при использовании закона закрутки: .

Выбранный закон крутки обеспечивает значительно менее интенсивный рост M_1W по радиусу, чем закон постоянной циркуляции.

Таблица 4.1 - Исходные данные

Таблица 4.2 - Результаты расчета

Таблица 4.3

Профилирование лопатки РК по радиусу

Рисунок 4.1 Решетка профилей на радиусе r =0,985

Рисунок 4.2 Решетка профилей на радиусе r =0,904

Рисунок 4.3 Решетка профилей на радиусе r =0,832

Рисунок 4.4 Решетка профилей на радиусе r =0,762

Рисунок 4.5 Решетка профилей на радиусе r =0,692

Полученные результаты и построенная решетка профилей первой ступени компрессора высокого давления удовлетворяет требованиям и сможет обеспечить требуемые параметры.

5. Газодинамический расчет турбины

5.1 Газодинамический расчет турбины на ЭВМ

Расчет и графическое представление результатов расчета проводятся на ЭВМ с помощью подпрограмм GDRGT и GFT.

В качестве исходных данных для расчета используются значения параметров, полученные в тепловом расчете и при формировании облика двигателя. Остальные параметры выбираются.

Для расчета необходимы такие исходные данные:

Характеристики

Список файлов учебной работы