Расчет и профилирование проточной части винтовентиляторного двигателя
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ение решеток профилей дозвукового осевого компрессора
Этапом проектирования осевого компрессора, следующим за расчетом на среднем (геометрическом) радиусе, является расчет и построение решеток профилей компрессора по радиусу. При правильном выполнении этих двух этапов обеспечиваются требуемые параметры компрессора. При учебном проектировании расчет решеток рабочего колеса и их лопаток проводят на трех характерных радиусах.
Исходными данными для профилирования рабочей лопатки компрессора являются газодинамические и кинематические параметры профилируемой ступени на среднем радиусе, получаемые в результате газодинамического расчета многоступенчатого осевого компрессора. Далее по выбранному закону крутки потока и по соответствующим формулам рассчитываются все параметры на трех сечениях.
Реальное течение воздуха в компрессоре является пространственным, периодически неустановившимся течением вязкого сжимаемого газа, математическое исследование которого в строгой постановке задачи в настоящее время практически невозможно. Для получения инженерных результатов реальное течение обычно рассматривается как установившееся, осесимметричное, при постоянстве гидравлических потерь по радиусу.
1.1Выбор закона закрутки
Выбираем закон изменения параметров по радиусу (законы закрутки потока).
Критерием выбора оптимального закона закрутки по радиусу является обеспечение дозвуковых скоростей и приемлемых углов потока (в частности, Mw1 и Mc2 0,85тАж0,90, ?1 25o на периферии, ?2 90о на втулке). Для расчета первой ступени проектируемого компрессора примем закон закрутки , целесообразно в коротких лопатках.
1.2Расчет параметров потока
В качестве исходных данных профилирования примем параметры потока и размеры проточной части РК дозвуковой ступени КВД взятые из ХАРЖ.201.242.06В.100117.0900222.
Расчет производим для первой ступени КВД. В таблице 1.1 представлены основные исходные данные к расчетам; в таблице 1.2 - данные расчета с помощью ЭВМ, при использовании закона закрутки: .
Выбранный закон крутки обеспечивает значительно менее интенсивный рост M1W по радиусу, чем закон постоянной циркуляции.
Таблица 1.1 - Исходные данные
Таблица 1.2 - Результаты расчета
Таблица 1.3 Основные исходные данные для расчета
ПараметрыРазмерностьСечениеВтулкаСреднееПерифериям/с310,660321,750333,850м/с203,130200,570194,530м/с419,225419,459420,000-0,7410,7670,795м/с242,070226,800224,220м/с278,200259,310234,770м/с426,775429,029431,705-0,6520,6040,544град79,87970,05059,086град52,05043,34231,225град40,06735,87129,994град64,98851,69632,874град27,82926,70827,861град24,92115,8252,880
При расчете было принято
1.3Профилирование решеток профилей рабочего колеса по радиусу
Предварительный выбор удлинения лопаток
Удлинение лопаток
где высота пера лопатки во входном сечении;
хорда профиля пера лопатки на среднем радиусе;
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 безсрывным обтеканием решетки при отсутствии резкого роста потерь.
Отношение рассчитанного угла поворота потока к углу на номинальном режиме * определяет запас по срыву компрессорной решетки и выбирается в зависимости от положения ступени в компрессоре. Величину /* обычно принимают равной 0,8тАж0,9 для ступеней из групп первых или последних в компрессоре (в связи с рассогласованием работы этих ступеней на нерасчетных режимах) и близкой к 1,0 для средних ступеней компрессора. Принимаем
По графику рисунок 1.1 находим в зависимости от угла выхода потока из решетки.
Требуемая густота решетки определяется по графику рисунок 1.2 в зависимости от параметра
по полученному значению выбираем
Рисунок 1.1- функция по геометрическим соотношениям от
Рисунок 1.2 функция по геометрическим соотношениям Е от
Расчет и уточнение числа лопаток в венце, хорд и удлинение лопаток
При выбранной густоте решеток на среднем радиусе предварительное значение шага решетки:
Тогда предварительно число лопаток будет равно:
Принимаем
Количество лопаток НА обычно имеет тот же порядок, что и число лопаток РК. При этом для снижения интенсивности вибраций элементов конструкции ступени число лопаток НА необходимо выбирать не равным и не кратным числу лопаток РК данной и последующей ступени.
По полученным значениям уточняются величины шага решетки и хорды профиля пера лопаток на среднем радиусе, а также удлинение лопаток:
Результаты расчета решетки профилей занесены в таблицу 1.4
Таблица 1.4 Расчет параметров решетки на среднем радиусе
ПараметрыРазмерностьВеличина123м0,377м0,3258м0,2648м0,0552выбирается)-2,72м0,0203град15,825 (выбирается)-0,96град16,48град51,696град15,24-1,08-1,16м0,0175шт56,41 (округленное)шт57м0,01732м0,0201-2,75
Расчетные углы атаки i по радиусу лопатки выбирают на номинальном режиме. Отклонение от номинальных углов атаки может привести к су