Реферат Осьовий компресор

Московський Державний Технічний Університет

їм М. Еге. Баумана

Калузький філія

Кафедра

К1 – КФ

>Расчетно – пояснювальну записку до курсовому проекту

на тему

«>Осевой компресор»

Калуга


Зміст

1. Загальне будова та принцип дії осьового компресора

2. Вихідні дані

3. Попередній розрахунок осьового компресора

4.Поступенчатий розрахунок компресора по середньої лінії струму

5.Профилирование робочого колеса (>спрямляющего апарату)

6.Расчет трикутників швидкостей за висотою лопатки

7. Побудова профілю лопатки

8.Прочностной розрахунок

9. Опис спроектованого осьового компресора

10.КНИРС

11. Список використаної літератури


1. Загальне влаштування і принцип дії осьового компресора

 

Основними принциповими елементами устрою осьового компресора є розташовані попарно віденці обертових і нерухомих лопаток. Кожен вінець обертових лопаток утворює ротор (РК), а кожен вінець нерухомих лопаток -спрямляющий апарат (СА).

Кожна пара РК і СА є щабель компресора, тобто. секцію, у якій повністю реалізується його принцип дії з певним підвищенням тиску.

Поєднання щаблів в осьовому компресорі здійснюється конструктивно порівняно просто, оскільки там кожна частка повітря рухається по траєкторіям, майжеравноотстоящим від осі компресора (звідси компресори й одержали назва осьових). При допустимому рівні гідравлічних втрат підвищення тиску лише у щаблі відносно небагато, тому компресори завжди виконуютьсямногоступенчатими.

Завдяки стиску повітря щільність їх у кожному ступені зростає, і за незмінному масовому витратах, об'ємний витрата повітря падає. Оскільки осьова швидкість руху повітря на компресорі змінюється несильно, це призводить до необхідності зменшення прохідних перетинів, тому висоти лопаток за рухом повітря зменшуються.

2. Вихідні дані

Робоча тіло – повітря.

 – тиск на вході у компресор.

 – температура на вході у компресор.

 –адиабатний ККД компресора.

G=12кг/с – витрата повітря.

 – ступінь підвищення тиску.

>k=1,4 – показникадиабати.

>R=287,4Дж/кгК –газодинамическая стала.

 –изобарнаятеплоемкость.

 – окружна швидкість.Компрессор дозвуковій.

 – коефіцієнт витрати на вході.

 – коефіцієнт витрати не вдома.

 – ступінь реактивності першому місці.

(Dдо=>const)

3. Попередній розрахунок осьового компресора

>Осевая швидкість на вході у компресор:        

>Осевая швидкість виході з компресора:

1. Початковий значення ступеня підвищення тискулопаточного апарату:

2. Температура загальмованого потоку виході з компресора:

3.Температуру газу виході з компресора:

4. Щільність загальмованого потоку виході з компресора:

5. Щільність газу виході з компресора:

6. Втрата тиску виході:

7. Уточнюємо -коефіцієнт відновлення повного тиску в вихідномупатрубке:

8. Визначаємо статичну температуру газу на вході у компресор:

9. Щільність загальмованого потоку на вході у компресор:

10. Щільність газу на вході у компресор:

11. Втрата тиску вході:

12. Уточнюємо :

13. Ступінь підвищення тискулопаточного апарату:

14.к.п.д.лопаточного апарату:

15. Роботалопаточного апарату:

16. Робота компресора:

17. Потужність компресора:

Визначення геометричних розмірів

Площа проточній частини на вході:

Площа проточній частини не вдома:

>1.Диаметр корпусу на вході:

>2.Диаметр чопи на вході:

>3.Висота лопатки на вході:

>4.Относительний діаметр чопи не вдома:

>5.Диаметр чопи не вдома:

>6.Висота лопатки не вдома:

Визначення числа щаблів і розподіл напорів

Кількість щаблів заокруглюється до цілого значення й перераховується:

Розподіл роботи з східцях з допомогою коефіцієнтів напору можна робити виходячи з таких співвідношень:

У першій дозвуковій щаблі =(0.5-0.6)

У першійоколозвуковой чи надзвуковою щаблі =(0.75-0.85)

у неповній середній щаблі - натиск максимальний =(1.15-1.2)

у вищій щаблі =(0.95-1.0)

РозподілК.П.Д. сходами

>Среднимк.п.д. щаблів є поставленеполитропнийк.п.д.. У перших доіоколозвукових щаблях величинук.п.д. слід знижувати на 1.5…2.5%, У першій надзвуковою щаблі на 2…4%. У середніх щабляхк.п.д. поповнюється 1…2% щодо середнього значення. У світлі останніх щабляхк.п.д. також знижується на 1.5…2%.

За асиметричного розподілук.п.д. має виконуватися умова:

Температура гальмування на вході у першу щабель:

Зміна температури в щаблі:

Температура гальмування на вході у наступні щаблі дорівнює відповідно температур виході з попередніх щаблів:

>Адиабатное зміна температури в щаблі:

>Адиабатная температура гальмування виході з щаблі:

Ступінь підвищення тиску в щаблі:


Твір всіх ступенів підвищення тиску щаблів має рівнятися ступеня підвищення тискулопаточного апарату:

Результати розрахунку зведені в табл. 1.

Таблиця 1.

№ щаблі 1 2 3 4 5 6 7 8

Dдо

м 0,3543 0,3543 0,3543 0,3543 0,3543 0,3543 0,3543 0,3543 0,3543

м/с 350 350 350 350 350 350 350 350 350

м/с 175 174,61 172,81 168,97 162,63 153,38 140,90 124,87 115,2

м/с 174,81 173,71 170,89 165,8 158 147,14 132,88 114,93 105

____ 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

____ 0,99 0,98 0,97 0,96 0,95 0,94 0,93 0,92

____ 0,882 0,886 0,892 0,9 0,912 0,907 0,901 0,891

До 288 308,159 342,813 381 423 463 501 537

До 20,159 34,654 38,188 42,080 40,308 37,839 36,067 33,598

До 17,78 30,703 34,06 37,872 36,760 34,319 32,496 29,935

До 305,78 338,862 376,876 418,873 459,841 497,708 533,724 567

____ 1,233 1,394 1,393 1,393 1,338 1,284 1,245 1,208

>кдж/кг 20250 34810 38360 42270 40490 38010 36230 33750

____ 0,165 0,284 0,313 0,345 0,331 0,31 0,296 0,275

 


4.Поступенчатий розрахунок компресора по середньої лінії струму

1 щабель.

1. Насправді ж робота стискування:

2.Адиабатическая робота стискування:

3. Підвищення повної температури в щаблі:

4. Повна температура виході з щаблі:

5. Ступінь підвищення повного тиску в щаблі:

6. Повне тиск виході з щаблі:

7. Критична швидкість потоку на вході і виході:

;

8. Середній радіус на вході:

,

9Безразмерная окружна складова абсолютної швидкості на вході:


10. Напрям абсолютної швидкості на вході:

11.Приведенная швидкість на вході:

12.Газодинамическая функція витрати :

13. Кільцева площа на вході у щабель:

14. Кільцева площа виході з щаблі у першому наближенні при б13:

де

15. Відносний діаметр чопи виході з щаблі у першому наближенні, і :

, ,

16.Безразмерная окружна складова абсолютної швидкості не вдома:

17. Напрям абсолютної швидкості на вході:

18.Приведенная швидкість не вдома:

19. Насправді ж кільцева площа виході з щаблі:

20. Справжній відносний діаметр чопи:

21. Середній радіус виході з щаблі:

.

22. Середній радіус виході з робочого колеса:

23.Безразмерная окружна складова абсолютної швидкості виході з робочого колеса:

24.Угли потоку у відносній русі:

25. Напрям потоку за абсолютним русі після РК:

26.Угли повороту потоку у перетинах лопаток РК і СА:

27. Відносна швидкість на середньому радіусі на вході уР.К.:

28. Абсолютна швидкість на середньому радіусі вході у СА:

Частота обертання валу компресора:

Аналогічно проводиться розрахунок інших перетинів. Результати розрахунку зведені в табл. 2.

5.Профилирование робочого колеса (>спрямляющего апарату)

 

Необхідні величини:

 ;

-густота ґрати

Коефіцієнт, враховує форму середньої лінії профілю

, де ;

Кут атаки

;

Кут вигину середньої лінії

;

Кут вигину вхідний крайки

;

Кут установки

;

Кут відставання

;

>Хорда

b ;

Радіус дуги середньої лінії:

Крок ґрати на середньому діаметрі

;

Кількість лопаток

;

>Параметр >ВНА 1
РК СА

60,856 60,856 60,792

17,63 18,128

20 20

1 0,806 0,806

0 -0,486 -2,96

35,164 26,678 22,29

107,582 56,078 50,825

44,36 56,347 57,83
b 26 26 26

6.Расчет трикутників швидкостей за висотою лопатки

>Расчет за висотою лопатки ведеться за закону постійної циркуляції.

Перша ступінь
РК НА
>Втулка Периферія >Втулка Периферія

124,77 71,52

250,77 155,57

м/с 175 175

м/с 174,61 174,61

град. 54,51 67,77

град. 47,44 32,13

град. 34,88 48,33

град. 76,36 41,79

град. 54,56 64,58

28,92 9,66 19,68 16,25

27,33 12,67 17,33 22,671

град. 36,42 14,53 29,27 31,31

град. 66,85 39,96 47,11 60,44

7. Побудова профілю лопатки

Серія профілюА–40. Спочатку будується симетричний профіль, та був дуга окружності, заданого радіуса, яку переносяться відповідні товщини профілю. До кожного перерізузадаемся відносної завтовшки профілю .У разі для робочої лопатки на периферії застосовуємо5%-ний профіль, на середньомусечении10%-ний профіль, а кореневому –20%-ний профіль. ДляВНА і СА беремо у всій висоті10%-ий профіль.

8. >Прочностной розрахунок

>1.Расчет лопатки на розтягнення.

>Расчетпроизведем наступної формулі:

- щільність матеріалу лопатки (сталь1Х13)

 

>Лопатка витримає навантаження.

9. Опис спроектованого осьового компресора

>Осевой компресор складається з ротора, несе робочі лопатки всіх щаблів, і корпуси зіспрямляющими апаратами і опорами. Цей компресор має ротор змішаного типу, оскільки його окремі секції мають значення і диски, і барабанні ділянки. Такабарабанно-дисковая конструкція має можливість досить велику жорсткість і велика критичне число оборотів.

У представленому компресорі секції з'єднуються між собою з допомогоюштифтов.

Кожна секція є диск з барабанними ділянками.Барабанние ділянки секцій утворюють собою тіло рівного опору вигину, чому конструкція ротора має за порівняно малому вазі велику жорсткість.

Внутрішні порожнини ротора, які утворюються між дисками, повідомляються між собою через отвори у тілі дисків, ніж усувається осьова навантаження диски через перепад тиску.

Сталеві робочі лопатки закріплені в дисках з допомогоюхвостовиков типу «>ласточкин хвіст» і зафіксовано від усунення вздовж пазаотгибними замками.

Усі диски ротора і задній вал компресора піддаються статичної балансуванню, а зібраний ротор динамічної.

>Ротор компресора має 2 опори. Передньої опорою служить роликовий підшипник, сприймає радіальні зусилля і діяти припускає осьові переміщення щодо корпусу.

У задньої опорі встановлено кульковий підшипник, який навантажений радіальними іосевими зусиллями від роторів компресора і турбіни.

>Подшипники розладнуються олією. Щоб запобігти влучення олії на проточну частина компресора встановлено лабіринтові ущільнення.

Корпус компресора сталевої, зварної конструкції, має горизонтальнийразъем. Половини корпусу стягнуті болтами.

Лопаткиспрямляющих апаратів щаблів входять своїми кінцями впросечки зовнішніх й міністерство внутрішніх кілець іпривариваются до них. Кожне півкільцеспрямляющего апарату закріплено на корпусі болтами.

>Направляющий апарат першому місці лежить у лобовому картері двигуна. Лопатки закріплені в зовнішньомуразъемном і на внутрішньому кільцях своїми циліндричними хвостовиками.

На зовнішньої поверхні корпусу привареніресивери, у яких клапани перепуску повітря (відпомпажа).


10.КНИРС

Вплив числа щаблів на натиск і окружну швидкість.

При виборі параметрів осьового багатоступінчастого компресора зазвичай передусім буває задана величина ступеня підвищення повного тиску р*до.Затраченная робота на стиснення визначається при заданому р*до , якщо відомий ККД компресора (із*До):

                                         (1)

З іншого боку, витрачену роботу можна сформулювати через середній коефіцієнт напору і середню окружну швидкість на периферії компресора (при DK>const):

                                                                   (2)

деz–число щаблів компресора.

Зіставляючи висловлювання (1) і (2), одержимо

                                 (3)

де

При заданому р*до число щаблів компресора тим менше, що більшеприведенная окружна швидкість і більше середній коефіцієнт напору .Входящая в формулу (3) величинаизоентропического ККД (із*До) незручною з метою оцінки числа щаблівz, оскільки її значення істотно залежить від р*до , тому зручніше виходити із величиниполитропического ККД.

Досягнуті нині значенняполитропических ККД багатоступінчастих компресорів і прийняті величини наведено на рис. 1.

Мал.1.

>Величини середнього коефіцієнта теоретичного напору (), як й розмір коефіцієнта теоретичного напору (), обмежені ступенемдиффузорности каналів по числам й у ґратах. За даними, приведеним на рис. 1, вибираються розміру й .При заданому значенні ступеня підвищення повного тиску р*до і величиною по рис. 2 оцінюється величинаизоентропического ККД із*До.


>Рис. 2

Середняприведенная окружна швидкість серйозно впливає вплинув на вибір числа щаблів. Проте її вибір, і, отже, вибір числа щаблів необхідно здійснювати з урахуванням впливу окружної швидкості на ККД компресора із*До, ні з урахуванням міцності (й у першу чергу, яка призводить у обертання компресор турбіни). На рис. 3 наведено залежностіизоентропического ККД багатоступінчастого осьового компресора від і . У цьому графіці можна завдати лінії постійних значень числа щаблів >z при заданому значенні р*до.

>Рис. 3


1. Список використаної літератури

1.Бекнев У. З. ,Расчет осьового компресора. Москва. 1973.

2.Жирицкий Р. З.,Стрункин У. А., Конструкція і розрахунок на міцність деталей парових і газових турбін., видавництво «Машинобудування», 1968.

3.Скубачевский Р. З. , Авіаційні газотурбінні двигуни, конструкція і розрахунок., видавництво «Машинобудування», 1969.

4.Холщевников До. У.,Емин Про. М.,Митрохин У. Т., Теорія і розрахунок авіаційних лопаткових машин. Москва, «Машинобудування», 1986.


Схожі реферати:

Навігація