41

3 Проектирование меридионального сечения проточной части компрессора высокого давления

3.1 Расчет диаметральных размеров компрессора вд

Расчет ведется по методике изложенной в [1].

1. Выбирается величина осевой скорости С_1а на входе в компрессор ВД.

Обычный диапазон С_1а=190…220 м/с. Принимаем .

2. Приведенная абсолютная скорость на входе в компрессор ВД:

,

где , так как есть входной направляющий аппарат. Значение коэффициента неравномерности потокаk_c выбирается из диапазона 0.97…0.98, принимаем k_C=0.98. Из таблиц ГДФ по находим значение[2].

3. Необходимая кольцевая площадь на входе в компрессор ВД равна:

4. Выбирается величина скорости С₃ на выходе из компрессора. Обычно С₃=С₃₀=130…170 м/с. Принимаем .

5. Приведенная абсолютная скорость на выходе из компрессора определяется по следующей формуле:

.

Для значение[2].

6. Кольцевая площадь на выходе из компрессора ВД:

7. Относительный диаметр втулки на выходе из компрессора ВД для ТРДД обычно выбирается из диапазона . Принимаем.

8. По прототипу определяется форма проточной части D_СР=соnst. В этом случае относительный диаметр втулки на входе определяется по следующей формуле:

,

где .

9. Наружный диаметр входного сечения компрессора ВД равен:

.

10. Внутренний диаметр входного сечения компрессора ВД:

11. Высота лопатки на входе в компрессор ВД:

.

12. Наружный диаметр на выходе из компрессора:

.

13. Внутренний диаметр компрессора ВД в входном сечении:

.

14. Высота лопатки на выходе из компрессора:

.

15. Средние диаметры компрессора ВД равны:

;

;

;

16. Окружная скорость на наружном диаметре первой ступени компрессора ВД назначается в зависимости от типа компрессора. Принимаем тип компрессора трансзвуковой и.

Определяется частота его вращения:

.

17. Проверяем оптимальное значение коэффициента расхода. Для первой ступени коэффициент расхода должен быть в диапазоне

.

Данное расчетное значение удовлетворяет условию.

Для последних ступеней компрессора обычно .

, >0.42.

18. Предварительное значение числа ступеней компрессора определяется по следующей формуле:

,

где средний коэффициент затраченного напора для трансзвуковых ступеней компрессора ВД . Число ступеней компрессора ВД совпадает с прототипом.

3.2 Построение меридионального сечения проточной части компрессора ВД

19. Ширина венца лопаток первой ступени определяется по величине удлинения:

,

где удлинение лопаток, для первой трансзвуковой ступени

20. Ширина лопаток входного направляющего аппарата:

,

где величина удлинения лопаток, которая выбирается из диапазона 4,0…4,5. Принимаем.

21. Ширина лопаток первого направляющего аппарата у втулки:

.

22. Величина удлинения рабочих лопаток последних ступеней выбирается из диапазона . Принимаем.

23. Ширина венца рабочих лопаток последней ступени:

.

24. Удлинение выходного НА последней ступени определяется диапазоном , принимаем.

25. Ширина венца направляющих лопаток последней ступени равна:

.

26. Осевой зазор между ВНА и лопатками РК, а также осевой зазор между лопатками РК и лопатками НА:

.

27. Осевой зазор между РК и НА последней ступени определяется по следующей формуле:

.

28. Радиальный зазор между торцами рабочих лопаток и корпусом обычно выбирается из диапазона .

Для первой ступени принимаем:

.

Для последней ступени принимаем:

.

Ширина венцов рабочих колес и направляющих аппаратов других ступеней, а также осевых зазоров между ними определяется по графику зависимости этих величин от порядкового номера ступени (рис. 3).

На основе полученных данных, строится эскиз меридионального сечения проточной части компрессора ВД (рис. 4).