4 Газодинамический расчет компрессора высокого давления

4.1 Распределение работы сжатия и основных кинематических параметров по ступеням

Расчет ведется по методике изложенной в [1].

1. Среднее значение работы сжатия в одной ступени вычисляется по следующей формуле:

.

2. Работа сжатия предпоследней (десятой) ступени:

.

3. Работа сжатия последней ступени:

.

4. Работа сжатия каждой из других 10 ступеней:

.

Сумма работ всех ступеней должна быть равна работе компрессора . В частности, в нашем случае:

Целесообразно провести еще проверку. Она заключается в сравнении действительных значений с предельно допустимыми значениями . Т.к. принята трансзвуковая ступень, то согласно таблицы 2 «Характерные параметры ступеней различных типов» [1] .

Величина действительного значения определяется по следующей формуле:

,

где - окружная скорость на периферийном диаметре на входе в РК той ступени, для которой подсчитывается

Так как < , то принятое распределение работ сжатия по ступеням допустимо.

5. Степень реактивности ступеней на среднем радиусе выбирается из таблицы 3 «Значение степени реактивности ступени» [1] в данном случае для трансзвуковой ступени.

;

;

.

6. Осевая скорость С_1а на первой половине ступени числа ступеней остается постоянной, а затем плавно уменьшается до значения С_3а. Снижение на одной ступени не должно превышать 15 м/с. В данном случае на первых шести ступенях С_1а=200 м/с; затем на каждой последующей ступени осевая скорость снижается на величину:

;

7. КПД ступени определяется из следующих соображений.

По известным и с помощью рис.1 «Зависимость ( ) от ( ) и среднего значения » [1] находим среднее значение , затем на первых двух и последних двух ступенях трансзвукового компрессора уменьшают на 1.5%...2.5%:

(значение найденное по графику);

;

;

.

4.2 Термодинамический расчет ступени компрессора

8. Степень повышения давления в первой ступени равна:

.

9. Значение полных параметров на выходе из первой ступени:

;

.

4.3 Кинематический расчет ступени компрессора вд на среднем диаметре

Схема проточной части первой ступени с обозначением характерных сечений представлена на рисунке 3.

Параметры на входе в РК.

10. Окружная скорость РК на среднем диаметре определяется по следующей формуле:

.

11. Предварительная закрутка потока на входе в РК равна:

12. Окружная составляющая относительной скорости :

13. Угол входа потока в РК в относительном движении равен:

14. Абсолютная скорость на входе в РК:

15. Относительная скорость на входе в РК:

16. Полная температура в относительном движении:

17. Приведенная скорость в относительном движении:

Величина не должна превышать значений, которые указаны в таблице 2 «Характерные параметры ступеней различных типов» [1] и соответствуют принятому типу компрессора. В данном случае удовлетворяет условию 0.9< <1.1, следовательно можно продолжать расчет.

Параметры на выходе из РК

18. Окружная составляющая абсолютной скорости на выходе из РК:

19. Осевая составляющая абсолютной скорости на выходе из РК:

.

20. Окружная составляющая относительной скорости на выходе из РК:

.

21. Угол выхода потока из РК в относительном движении, угол не должен превышать 90 :

.

22. Относительная скорость на выходе из РК равна:

.

23. Угол выхода потока из РК в абсолютном движении вычисляется по следующей формуле:

.

24. Абсолютная скорость на выходе из РК:

.

25. Приведенная абсолютная скорость на выходе из РК определяется по следующей формуле:

,

где .

Параметры на выходе из НА

26. Угол выхода потока из НА определяется по параметрам второй ступени:

;

;

;

;

.

27. Угол поворота потока в решетках ступени равен:

;

.

По величине и для РК и соответственно и для НА по рисунку 6 «Зависимость от расчетных значений и » [1] определим расчетную густоту решеток РК и НА на первой ступени:

В решетках первой и второй ступеней расчетные значения увеличивают на 20% и 10% соответственно. В данном случае: