Профилирование рабочей лопатки ступени компрессора и газовой турбины
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
/p>
Таблица 1.2.2 - Результаты раiета
Рисунок 1.2.1- План скоростей рабочего колеса компрессора на радиусе =1.000
Рисунок 1.2.2- План скоростей рабочего колеса компрессора на радиусе =0.906
Рисунок 1.2.3 - План скоростей рабочего колеса компрессора на радиусе =0.819
Рисунок 1.2.4 - План скоростей рабочего колеса компрессора на радиусе =0.732
Рисунок 1.2.5- План скоростей рабочего колеса компрессора на радиусе =0.642
.3 Раiет и построение решёток профилей рабочего колеса
В таблицу 1.3.1 - сведены основные газодинамические параметры необходимые для профилирования.
Таблица 1.3.1- Результаты раiёта
ПараметрыРазмерностьСечениеВтул.Сред.Периф.м/с260,9263,49264,08м/с197,17193,81185,69м/с328,639329,038329,974-0,7940,8010,8м/с235,05207,43183,33м/с262,55244,29219,64м/с334,449337,205340,58-0,7850,7240,645град80,75868,73155,599град58,79748,19733,638град21,96120,53421,961град48,23943,27135,464град72,96161,39441,578град24,58418,1236,114
При раiете iиталось, что ?3 ? ?1.
Раiет густоты решеток профилей
Густота решетки b/t (b - хорда пера лопатки; t - шаг решетки) является параметром, в значительной степени определяющим аэродинамическую нагруженность лопаточного венца. Уменьшение значений густоты решетки в сравнении с оптимальными означает недогрузку ступени, а увеличение густоты отрицательно сказывается на КПД ступени.
Определение густоты решетки РК производится на так называемом номинальном режиме, который характеризуется бессрывным обтеканием решетки при отсутствии резкого роста потерь.
Отношение расiитанного угла поворота потока к углу на номинальном режиме * определяет запас по срыву компрессорной решетки и выбирается в зависимости от положения ступени в компрессоре. Величину /* для первой ступени принимаем равной 0,85.
Определяем из рис.1.3.1 значение в зависимости от угла . Требуемая густота решетки определяется по графику в зависимости от параметра (рис.1.3.2).
Рисунок 1.3.1- Зависимость от угла выхода потока из решетки
Рисунок 1.3.2 - Зависимость E от густоты решетки
После раiёта густоты решётки на среднем радиусе предварительное значение шага решётки и число лопаток вычислим по формулам:
Полученное значение z округляют до ближайшего целого и уточняют величины шага решетки, хорды профиля и удлинения лопаток:
Выбор углов атаки лопаточного венца на номинальном режиме
Раiетные углы атаки i по радиусу лопатки выбирают на номинальном режиме. Отклонение от номинальных углов атаки может привести к существенному снижению КПД и сокращению диапазона устойчивой работы компрессора. В современной практике углы атаки расiитывают по эмпирическим формулам, учитывающим накопленный статический материал.
В первом приближении допустимо принимать углы атаки i=0 по всей высоте лопатки.
Раiет углов изгиба профиля пера
Из геометрических соображений угол изгиба профиля пера лопатки равен:
, , , ,
где - угол отставания потока в лопаточном венце: ,,.
, ,,.
- относительный прогиб средней линии профиля. При дуге окружности =0.5.
Исходя из полуэмпирической зависимости для угла отставания потока на номинальном режиме можно определить:
Параметры решётки профилей на среднем радиусе занесены в таблице 1.3.2.
Таблица 1.3.2- Раiет параметров решетки на среднем радиусе
ПараметрыРазмерностьВеличинаDkм0,3099Dсрм0,2556Dвтм0,1860h=( Dk - Dвт)/2м0,1239-4,425м0,02604град18,123-0,85град19град61,394град19-1,06-1,2м0,0233шт.35Zшт.37м0,0217м0,02604-4,76
Выбор дуги средней линии профиля
Исходя из условия минимума потерь в решетке среднюю линию профиля пера лопатки при повышенных скоростях набегающего потока изгибают по дуге окружности или по двум сопряженным дугам окружностей.
Принимаем форму средней линии профиля пера лопатки - дуга окружности. Тогда для средней линии по дуге окружности целесообразно использовать соотношение для радиуса дуги:
. , ,
Раiет углов средней линии профиля, углов наклона кромок пера и угла установки профиля в решетке
Углы средней линии профиля лопатки на входе и на выходе:
Углы наклона входной и выходной кромок пера лопатки:
где k=0,5 при средней линии по дуге окружности.
Углы установки (выноса) профиля в решетке:
, , , .
Раiет осевого размера лопаточного венца
Осевой размер лопаточного венца на соответствующем радиусе:
., , , .
Выбор относительной толщины профиля
При выборе относительной максимальной толщины профиля пера по хорде стремятся получить достаточно тонкие профили, необходимые для обеспечения высокого КПД решетки (М<Mкр), но при этом учитывают прочностные характеристики лопатки, особенно в призамковых областях рабочих лопаток.
Для коротких рабочих лопаток () можно применять по всей высоте лопатки (порядка 0,05тАж0,06). Принимаем .
Построение профилей лопаток и решеток профилей
Построение профилей лопаток состоит из этапов построения средней линии и самого аэродинамического профиля. Из одинаковых профилей, расположенных с заданной густотой b/t под углами установки ? к фронту решетки, составляют решетки профилей. Существуют аналитические и графоаналитические методы построения профилей лопаток и решеток профилей. Аналитические методы являются более точными и прим