Расчет и профилирование проточной части винтовентиляторного двигателя
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ественному снижению КПД и сокращению диапазона устойчивой работы компрессора. В современной практике углы атаки рассчитывают по эмпирическим формулам, учитывающим накопленный статический материал. турбина компрессор дозвуковой профиль
В первом приближении допустимо принимать углы атаки по всей высоте лопатки.
Из геометрических соображений угол изгиба профиля пера лопатки равен:
где угол отставания потока в лопаточном венце.
Исходя из полуэмпирической зависимости для угла отставания потока на номинальном режиме можно определить:
где
где относительный прогиб средней линии профиля,
назначают в зависимости от выбираемой формы дуги средней линии, при дуге окружности
Наличие угла отставания потока в лопаточном венце можно рассматривать как проявление сил инерции воздушного потока, что в значительной степени определяет аэродинамическую нагруженность венца. Отклонение углов отставания от номинальных снижает напор решетки и повышает потери в ней.
Угол отставания можно рассчитать по формуле:
Исходя из условия минимума потерь в решетке среднюю линию профиля пера лопатки при пониженных скоростях набегающего потока изгибают по дуге симметричной параболы или гиперболы, при повышенных скоростях - по дуге окружности или по двум сопряженным дугам окружностей.
Ординаты средней линии профиля можно определить из общего уравнения параболы, проходящей через начало координат:
Для малоизогнутых компрессорных профилей (при ) выражение упрощается:
где
Углы средней линии профиля лопатки на входе и на выходе:
Углы наклона входной и выходной кромок пера лопатки:
где при средней линии по дуге параболы.
Угол установки (выноса) профиля в решетке
Осевой зазор лопаточного венца на соответствующем радиусе:
осевой зазор назначаем 0,15 из практических рекомендаций.
Выбор относительной толщины профиля
Принимаем:
-на периферии
на среднем радиусе
у втулки
Проверка решетки на наличие критического режима обтекания
Проверка на наличие критического режима осуществляется по величине где диаметр минимальной окружности, которую можно вписать в канал, образуемый двумя соседними профилями, т.е. поперечное сечение горла межлопаточного канала:
Условие выполняется (смотрим график рисунок 1.3)
Рисунок 1.3 Зависимость
Результаты расчета параметров лопаток и решеток профилей по радиусу занесены в таблицу 1.5
Таблица 1.5 Расчет параметров лопаток и решеток профилей по радиусу
ПараметрРазм.СечениевтулкасреднееПериф12345м0,02010,02010,0201м0,0140,0170,020-1,3981,1610,982град0,0000,0000,000град64,98851,69632,874-0,4500,4500,450-0,2360,2630,301град24,92115,8252,880град31,14720,9344,134град6,2265,1091,254град40,06735,87129,994град40,06735,87129,994град71,21456,80534,128-0,5500,5500,550град17,13111,5142,274град14,0169,4201,860м0,3810,5592,801м-0,020-0,020-0,020м0,0650,0990,506м0,075-0,0120,011м0,041-0,0040,001град57,19847,38532,268м0,0170,0150,011-0,0650,0550,045м0,0010,0010,001м0,01000,01130,0105м0,00930,01010,0102-1,0591,0941,026-0,8200,8600,790-0,9300,9700,890-0,8750,9150,840-0,7410,7670,795
При расчете считалось, что ?3 ? ?1.
1.4 Построение профилей лопаток
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 широко применяются в практике современного турбомашиностроения. Графоаналитические методы целесообразнее для учебных целей в связи с наглядностью и меньшей трудоемкостью вычислений. В данном курсовом проекте будем использовать графоаналитический метод построения профилей лопаток.
Построение средней линии профиля
При выбранной дуге средней линии пера профиля в виде дуги окружности разбиваем хорду на равное число участков (через 10% всей длины хорды, совпадающей с осью абiисс). Ординаты средней линии вычисляют по приближенной зависимости:
.
Рассчитанные координаты точек средней линии представлены в таблице 1.6
Таблица 1.6 Результаты расчета координат средней линии
010203040506070809010002,0104,0206,0308,04010,05012,06014,07016,08018,09020,100,5450,9471,2151,3591,3861,3031,1170,8350,460000,3600,6270,8050,9010,9190,8650,7420,5540,306000,0700,1220,1570,1760,1800,1690,1450,1080,0600
Построение аэродинамического профиля и решетки профилей
В качестве исходного аэродинамического профиля в проекте используем симметричный (yB=yH) профиль А-40 с расположением относительной максимальной толщины профиля равной =0,1, на расстоянии 40% длины хорды от входной кромки профиля ().
Координаты исходного аэродинамического профиля А-40 ( в процентах от длины хорды b, - в процентах от величины максимальной толщины профиля Сbmax) представлены в таблице 1.7;
Таблица 1.7 Относительные координаты исходного профиля и координаты рассчитанного профиля
СечениеВтулочноеСреднееПериферийное123456000000111,40,2010,1490,1260,1031,514,30,30150,1870,1580,1292,518,50,50250,2420,2050,167525,51,0050,3330,2820,2317,530,91,50750,4040,3420,2791035,252,010,4610,3900,3191541,63,0150,5440,4600,3762045,54,020,5940,5030,4122547,885,0250,6260,5290,4333049,276,030,6440,5450,4463549,867,0350,6510,5510,45140508,040,6530,5530,4525048,5810,050,6350,5370,4396044,4212,060,5800,4910,4027037,8314,070,4940,4180,3428028,516,080,3720,3150,2589017,2218,090,2250,1900,1569510,03