Расчет параметров компрессора на среднем диаметре

5.2.1 Распределение осевых составляющих приведенной скорости по проточной части:

,

Принимаем:

λ1аi

0,55

0,526

0,503

0,48

0,45

0,43

0,41

0,386

0,36

0,34

0,316

0,293

0,27

λ2ai

0,53

0,506

0,483

0,46

0,436

0,41

0,39

0,36

0,34

0,32

0,296

0,27

0,25

где .

Найдём осевые скорости. Для проверки можно воспользоваться следующими равенствами: для первых ступеней С_1а = 140...230 м/с, а для последних ступеней С_1а = 80...140 м/с.

Тогда осевые составляющие абсолютных скоростей на входе в рабочее колесо для каждой ступени:

,

177,33
176,12
174,33
171,86
168,73
164,93
160,48
155,40
149,72
143,46
136,63
129,26
121,30

осевые составляющие абсолютных скоростей на выходе из направляющего аппарата для каждой ступени:

170,88

169,43

167,40

164,70

161,34

157,32

152,65

147,36

141,48

135,024

128,

120,44

112,32

5.2..2 Распределение степени реактивности:

0,5

0,5

0,5

0,51

0,52

0,53

0,54

0,55

0,56

0,57

0,58

0,59

0,6

5.2.3Назначаем коэффициент расхода, учитывающий радиальную неравномерность поля осевых скоростей :

5.2.4 Аксиальные площади сечений входа в рабочие колеса ступеней по проточной части:

,

1,304

1,115

0,955

0,825

0,721

0,637

0,57

0,517

0,4753

0,44

0,416

0,398

0,386

5.2.5 Диаметры проточной части:

- периферии

,

1,716

1,674

1,638

1,609

1,585

1,567

1,552

1,540

1,530

1,523

1,517

1,513

1,511

- втулки

1,133

1,217

1,288

1,347

1,393

1,431

1,461

1,484

1,503

1,518

1,529

1,538

1,543

высоты лопаток рабочих колес:

h_1i = 0,5 ( D_1п – D_1втi )

0,155

0,121

0,098

0,079

0,065

0,054

0,046

0,040

0,035

0,031

0,029

0,026

0,023

0,021

5.2.6 Окружная скорость на среднем диаметре:

,

=275,39

5.2.7 Коэффициент напора по окружной скорости на среднем диаметре:

,

0,297

0,312

0,322

0,326

0,329

0,330

0,330

0,329

0,328

0,326

0,322

0,317

0,303

5.2.8Входная закрутка потока на входе в рабочее колесо:

,

96,81

94,80

93,39

90,07

86,92

83,98

81,23

78,65

76,06

73,60

71,30

69,32

68,40

5.2.9 Угол входа потока в рабочее колесо в абсолютном движении:

,

61,40

61,74

61,85

62,38

62,78

63,05

63,19

63,19

63,10

62,87

62,48

61,83

60,61

5.2.10 Критическая скорость потока на входе в ступень в абсолютном движении:

310,6

322,4

334,4

346,4

358,1

369,5

380,6

391,4

401,9

412,1

421,9

431,5

440,7

,

5.2.11 Приведенная абсолютная скорость на входе в ступень:

,

0,65

0,62

0,59

0,56

0,53

0,50

0,47

0,44

0,42

0,39

0,37

0,34

0,32

5.2.12 Окружная составляющая относительной скорости:

,

178,6

180,6

182,0

185,3

188,5

191,4

194,2

196,7

199,3

201,8

204,1

206,1

207,0

5.2.13 Угол набегания потока на рабочее колесо в относительном движении

,

44,82

44,30

43,79

42,86

41,86

40,77

39,59

38,32

36,93

35,43

33,82

32,11

30,39

5.2.14 Температура торможения на входе в рабочее колесо в относительном движении

,

299,2

322,2

346,1

371,3

396,8

422,4

448,1

473,7

499,2

524,6

549,8

574,7

598,8

5,2.15 Критическая скорость потока в относительном движении

,

316,5

328,5

340,4

352,6

364,5

376,1

387,4

398,3

408,9

419,2

429,1

438,7

447,8

5,2.16 Приведенная относительная скорость на входе в рабочее колесо

,

0,80

0,77

0,74

0,72

0,69

0,67

0,65

0,63

0,61

0,59

0,57

0,55

0,54

5,2.17 Аксиальные площади сечений выхода из направляющих аппаратов ступеней по проточной части:

,

1,261

1,073

0,916

0,788

0,686

0,605

0,541

0,490

0,449

0,417

0,393

0,376

0,364

5,2.18 Диаметры проточной части на выходе из направляющих аппаратов:

- периферии

1,706

1,664

1,629

1,600

1,578

1,560

1,545

1,534

1,525

1,518

1,512

1,508

1,506

- втулки

1,142

1,184

1,219

1,248

1,271

1,289

1,303

1,315

1,324

1,331

1,336

1,340

1,343

высоты лопаток направляющих аппаратов в выходных сечениях:

h_2i = 0,5 ( D_2п – D_2втi )

0,282

0,240

0,205

0,176

0,153

0,135

0,121

0,109

0,100

0,093

0,088

0,084

0,081

5,2.19 Окружная скорость на среднем диаметре:

=275,39

5.2.20 Входная закрутка потока на выходе из направляющего аппарата

,

178,6

180,6

182,0

179,8

177,5

174,9

172,1

169,2

166,3

163,2

160,0

156,5

151,9

5.2.21 Угол выхода потока на направляющего аппарата в абсолютном движении

,

43,76

43,19

42,63

42,51

42,30

41,99

41,59

41,07

40,41

39,62

38,68

37,60

36,50

5.2.22 Критическая скорость потока в абсолютном движении на выходе из направляющего аппарата

,

322,4

334,4

346,4

358,1

369,5

380,6

391,4

401,9

412,1

421,9

431,5

440,7

449,3

5.2.23 Приведенная абсолютная скорость на выходе из направляющего аппарата

,

0,767

0,741

0,714

0,681

0,649

0,618

0,588

0,558

0,530

0,502

0,475

0,448

0,421

5.2.24 Окружная составляющая относительной скорости

,

96,8

94,8

93,4

95,6

97,9

100,5

103,3

106,2

109,1

112,2

115,4

118,9

123,5

5.2.25 Угол выхода потока из направляющего аппарата в относительном движении

,

60,50

60,80

60,88

59,91

58,77

57,46

55,95

54,25

52,39

50,31

48,00

45,40

42,31

5.2.26 Углы поворота потока в межлопаточном канале направляющего аппарата и рабочего колеса:

,

17,64

18,55

19,22

19,87

20,48

21,05

21,60

22,11

22,69

23,26

23,80

24,23

24,12

,

15,68

16,50

17,09

17,04

16,92

16,69

16,36

15,93

15,46

14,88

14,18

13,28

11,92

5.2.27 Относительные скорости на входе и выходе из ступени:

,

251,7

252,3

252,0

252,8

253,0

252,7

251,9

250,7

249,3

247,6

245,6

243,3

239,9

,

196,4

194,2

191,7

190,4

188,7

186,7

184,3

181,6

178,7

175,5

172,3

169,2

166,9

5.2.28 Абсолютные скорости на входе и выходе из ступени:

,

202,0

200,0

197,8

194,0

189,8

185,1

179,9

174,2

167,9

161,2

154,1

146,7

139,3

,

247,2

247,6

247,3

243,9

239,8

235,2

230,1

224,4

218,3

211,8

204,9

197,5

188,9

5.2.29 Назначаем распределение удлинений лопаток:

№ ступени
	3,021	0,5526
	2,933	0,5838
	3,013	0,6091
	2,965	0,6258
	2,915	0,6431
	2,722	0,6605
	2,550	0,6788
	2,483	0,6982
	2,264	0,7222
	2,033	0,7487
	1,898	0,7782
	1,627	0,8083
	1,366	0,8249

5.2.30 Осевая ширина рабочего колеса:

,

92,68

81,63

68,10

59,76

53,10

50,27

48,04

44,74

45,07

46,69

47,13

52,54

60,67

2.31 Осевая ширина направляющего аппарата:

,

78,78

69,39

57,89

50,80

45,13

42,73

40,84

38,03

38,31

39,69

40,06

44,66

51,57

2.32 Осевой зазор

,

13,90

12,24

10,22

8,96

7,96

7,54

7,21

6,71

6,76

7,00

7,07

7,88

Нагруженность ступени H/Cад;

0,3869
0,3987
0,4071
0,4109
0,4161
0,4223
0,4299
0,4388
0,4511
0,4654
0,4819
0,4992
0,5309

По результатам расчёта строятся треугольники скоростей для первой и последней ступеней компрессора.

Треугольник скоростей последней ступени осевого компрессора

Треугольник скоростей первой ступени осевого компрессора

Треугольник скоростей седьмой ступени осевого компрессора

5.3 Расчет турбины в программе TURBIN.EXE

Расчет Ступень 1 на среднем радиусе

===========================[ Исходные данные ]===========================

G0 = 228,8600 P0* = 953000,0000 T0* = 1300,0000

N = 3695,0000 PIST* = 1,7400 D1SR = 1,7090

D2SR = 1,7090 H1 = 0,1819 H2 = 0,2153

G1 = 0,0248 G2 = 0,0172 TB* = 604,1000

FI = 0,9700 PSI = 0,9800 RO = 0,2500

Закон профилирования пера лопатки Г=const

=========================[ Результаты расчета ]==========================

LAAD = 0,9702 A0* = 652,6427 LAU0 = 0,5066

U/CAD= 0,5222 T1* = 1281,2588 LAU1 = 0,5103

LA1T = 0,8402 LA1 = 0,8150 TAU1 = 0,9059

PI1T = 0,6541 ALFA1 = 14,5573 BETA1 = 36,3335

MW1 = 0,3365 LAW1 = 0,3599 TAUW1 = 0,9817

TW1* = 1182,4176 PW1* = 671611,6897 PIW2T = 0,7972

LAW2T= 0,6214 LAW2 = 0,6090 TAUW2 = 0,9475

T2 = 1120,3047 MW2 = 0,5797 A2 = 653,9354

BETA2= 18,0421 U2 = 330,6398 C2U = 29,7881

ALFA2= 75,7631 M2 = 0,1852 LA2 = 0,1994

TAU2 = 0,9944 P2* = 547700,7152 T2* = 1126,6464

LAD* = 190299,7368 LST = 178839,7915 KPDST*= 0,9398

ROBT = 0,0896 FAX1 = 0,9444 FAX2 = 1,2204

-------------------------------------------------------------------------

Расчет Ступень 2 на среднем радиусе

===========================[ Исходные данные ]===========================

G0 = 238,4721 P0* = 547700,7152 T0* = 1126,6464

N = 3695,0000 PIST* = 1,7400 D1SR = 1,7090

D2SR = 1,7090 H1 = 0,2528 H2 = 0,2759

G1 = 0,0000 G2 = 0,0000 TB* = 0,0000

FI = 0,9700 PSI = 0,9800 RO = 0,2800

Закон профилирования пера лопатки Г=const

=========================[ Результаты расчета ]==========================

LAAD = 0,9841 A0* = 607,5718 LAU0 = 0,5442

U/CAD= 0,5530 T1* = 1126,6464 LAU1 = 0,5442

LA1T = 0,8350 LA1 = 0,8100 TAU1 = 0,9071

PI1T = 0,6577 ALFA1 = 16,9010 BETA1 = 45,5774

MW1 = 0,3207 LAW1 = 0,3433 TAUW1 = 0,9833

TW1* = 1039,3116 PW1* = 385492,7842 PIW2T = 0,7840

LAW2T= 0,6432 LAW2 = 0,6303 TAUW2 = 0,9437

T2 = 980,8320 MW2 = 0,6011 A2 = 611,8769

BETA2= 24,3397 U2 = 330,6398 C2U = 4,4811

ALFA2= 88,3068 M2 = 0,2479 LA2 = 0,2662

TAU2 = 0,9900 P2* = 314770,6953 T2* = 990,7743

LAD* = 167335,4562 LST = 157162,8574 KPDST*= 0,9392

ROBT = 0,0460 FAX1 = 1,3573 FAX2 = 1,4652

-------------------------------------------------------------------------

Расчет Ступень 3 на среднем радиусе

===========================[ Исходные данные ]===========================

G0 = 238,4721 P0* = 314770,6953 T0* = 990,7743

N = 3695,0000 PIST* = 1,7500 D1SR = 1,7090

D2SR = 1,7090 H1 = 0,3130 H2 = 0,3377

G1 = 0,0000 G2 = 0,0000 TB* = 0,0000

FI = 0,9700 PSI = 0,9800 RO = 0,3100

Закон профилирования пера лопатки Г=const

=========================[ Результаты расчета ]==========================

LAAD = 1,0167 A0* = 569,7590 LAU0 = 0,5803

U/CAD= 0,5708 T1* = 990,7743 LAU1 = 0,5803

LA1T = 0,8445 LA1 = 0,8192 TAU1 = 0,9050

PI1T = 0,6510 ALFA1 = 22,9859 BETA1 = 61,4789

MW1 = 0,3546 LAW1 = 0,3788 TAUW1 = 0,9797

TW1* = 915,2045 PW1* = 222606,6359 PIW2T = 0,7471

LAW2T= 0,7019 LAW2 = 0,6879 TAUW2 = 0,9330

T2 = 853,8671 MW2 = 0,6598 A2 = 570,9025

BETA2= 31,4815 U2 = 330,6398 C2U = -9,3927

ALFA2= -87,2664 M2 = 0,3450 LA2 = 0,3687

TAU2 = 0,9807 P2* = 179869,2110 T2* = 870,6330

LAD* = 148574,0978 LST = 138967,1074 KPDST*= 0,9353

ROBT = 0,0438 FAX1 = 1,6429 FAX2 = 1,7863

-------------------------------------------------------------------------

Расчет Ступень 4 на среднем радиусе

===========================[ Исходные данные ]===========================

G0 = 238,4721 P0* = 179869,2110 T0* = 870,6330

N = 3695,0000 PIST* = 1,7500 D1SR = 1,7090

D2SR = 1,7090 H1 = 0,3795 H2 = 0,4090

G1 = 0,0000 G2 = 0,0000 TB* = 0,0000

FI = 0,9700 PSI = 0,9800 RO = 0,3400

Закон профилирования пера лопатки Г=const

=========================[ Результаты расчета ]==========================

LAAD = 1,0758 A0* = 534,0985 LAU0 = 0,6191

U/CAD= 0,5754 T1* = 870,6330 LAU1 = 0,6191

LA1T = 0,8740 LA1 = 0,8478 TAU1 = 0,8982

PI1T = 0,6303 ALFA1 = 32,6919 BETA1 = 78,3479

MW1 = 0,4571 LAW1 = 0,4850 TAUW1 = 0,9667

TW1* = 808,9600 PW1* = 129972,8719 PIW2T = 0,6726

LAW2T= 0,8135 LAW2 = 0,7973 TAUW2 = 0,9100

T2 = 736,1351 MW2 = 0,7743 A2 = 530,0850

BETA2= 39,9867 U2 = 330,6398 C2U = -16,1523

ALFA2= -86,4957 M2 = 0,4985 LA2 = 0,5274

TAU2 = 0,9606 P2* = 102782,6216 T2* = 766,3207

LAD* = 130557,8388 LST = 120657,7534 KPDST*= 0,9242