ТЕРМОГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОДНОСТУПЕНЧАТОГО ЛОПАТОЧНОГО НАГНЕТАТЕЛЯ. 21.02.03 ПМ.01 МДК 01.01 МУ по КП-1. Методические указания для выполнения курсового проекта по мдк. 01. 01 Технологическое оборудование газонефтепроводов и газонефтехранилищ

Название	Методические указания для выполнения курсового проекта по мдк. 01. 01 Технологическое оборудование газонефтепроводов и газонефтехранилищ
Анкор	ТЕРМОГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОДНОСТУПЕНЧАТОГО ЛОПАТОЧНОГО НАГНЕТАТЕЛЯ
Дата	05.04.2023
Размер	3.19 Mb.
Формат файла
Имя файла	21.02.03 ПМ.01 МДК 01.01 МУ по КП-1.doc
Тип	Методические указания #1038956
страница	2 из 3

1 2 3

ОСНОВНОЙ РАСЧЕТ

Расчёт основных параметров газа на выходе в рабочее колесо

Расчет осуществляется в следующем порядке:

Плотность (кг/м³) при начальных условиях:

(3.1.1)

Объемный расход газа (м³/с) при начальных условиях

(3.1.2)

Скорость звука (м/с) при начальной температуре:

(3.1.3)

Критическая скорость (м/с) при начальной температуре:

(3.1.4)

Коэффициент закрутки потока на входе в колесо выбираем из диапазона ₁  0 0,15 .

Угол лопатки колеса на входе выбираем из диапазона ₁_л  30 40 .

Выбираем тип рабочего колеса: радиальное или осерадиальное.
Втулочное отношение выбираем из диапазона _вт  0,3 0,6 .

Отношение диаметра воронки колеса к расчетному диаметру:

– для радиального колеса выбираем из диапазона k₀  0,95 1 ;

– для осерадиального колеса k₀ 	2	.

	1 _вт²

Угол потока в абсолютном движении на входе в колесо a₁= 90 °;
Приведенный диаметр колеса = 0,52;
Приведенная меридиональная составляющая абсолютной скорости на входе в колесо:

(3.1.5)

Приведенная абсолютная скорость на входе в колесо:

(3.1.6)

Приведенная относительная скорость на входе в колесо:

(3.1.7)

Угол лопатки колеса на выходе выбираем из диапазона ₂_л 15 90
Густота решетки колеса ;

Число лопаток колеса:

(3.1.8)
Принимаем Z_k₌18_;

Выбираем тип диффузора: лопаточный (комбинированный).
Приведенная радиальная составляющая абсолютной скорости на выходе из колеса:
Коэффициент, учитывающий влияния конечного числа лопаток:

(3.1.9)

Коэффициент, учитывающий влияние конечного числа лопаток:

(3.1.10)

Коэффициент закрутки потока на выходе из колеса при конечном числе лопаток:

(3.1.11)

Приведенная абсолютная скорость на выходе из колеса:

(3.1.12)

Приведенная относительная скорость на выходе из колеса:

(3.1.13)

Угол потока в абсолютном движении на выходе из колеса:

(3.1.14)

Угол потока в относительном движении на выходе из колеса:

(3.1.15)

Коэффициент технической работы:

(3.1.16)

Степеньреактивности:

(3.1.17)

Предварительное значение гидравлического КПД выбираем η_г= 0,8.
Коэффициент изоэнтропной работы:

(3.1.18)

Число Маха при начальных условиях:

(3.1.19)

Окружная скорость колеса:

(3.1.20)

Е

сли u₂  u₂ _max , то принимаем u₂  u₂ _max . Максимальные значения окружной скоро-сти колеса принимаются, исходя из предельной прочности материала колеса: для стали u₂_max320м/с;для титана u₂_max500м/с.

Число Маха для окружной скорости:

(3.1.21)

Число Маха для относительной скорости на диаметре d_0:

(3.1.22)

Если M _w₀  0,95, то уменьшаем значение приведенного диаметра колеса

		0,9
d			d

		^M w0

и производим повторный расчет с п. 12 при d  d  .

Коэффициент окружной скорости:

(3.1.23)

Коэффициент, учитывающий влияние на потери в колесе:

(3.1.24)
3.2 Расчет потерь и КПД рабочего колеса

Коэффициент потерь на входе для радиального колеса:

Коэффициент потерь на протекание по каналам колеса выбираем из диапазона _w  0,15…0,35 .
Относительная потеря в колесе:

(3.2.1)

КПД рабочего колеса:

(3.2.2)

Отношение температур:

(3.2.3.)

Коэффициент скорости :

(3.2.4)

Приведенная температура на выходе из колеса:

(3.2.5)

Приведенное давление на выходе из колеса:

(3.2.6)

Приведенная плотность на выходе из колеса:

(3.2.7)

Отношение температуры на выходе из колеса к начальной:

(3.2.8)

Отношение изоэнтропной температуры на выходе из колеса к начальной:

(3.2.9)

Отношение давления на выходе из колеса к начальному:

(3.2.10)

Отношение плотности на выходе из колеса к начальной:

(3.2.11)

Температура на выходе из колеса:

(3.2.12)

Давление на выходе из колеса:

(3.2.13)

Плотность на выходе из колеса:

(3.2.14)

Отношение числа лопаток колеса на входе и на выходе выбираем из двух значений:
Относительную толщину лопатки на выходе выбираем: из диапазона δ2 = 0,006…0,012
Коэффициент стеснения сечения лопатками на входе в колесо:

(3.2.15)

Коэффициент стеснения сечения лопатками на выходе из колеса:

(3.2.16)

Отношение скорости в воронке к меридиональной проекции абсолютной скорости на входе в радиальное колесо: .
Коэффициент скорости на входе в колесо:

(3.2.17)

Приведенная температура на входе в колесо:

(3.2.18)

Приведенное давление на входе в колесо:

(3.2.19)

Приведенная плотность на входе в колесо:

(3.2.20)

Плотность на входе в колесо:

(3.2.21)

Число сторон колеса: n_кол= 2.
Коэффициент расхода:

(3.2.22)

3.3 Расчет геометрии рабочего колеса

Диаметр (м) рабочего колеса:

(3.3.1)

Частота (с^-1) вращения:

(3.3.2)

Диаметр (м) входа в колесо:

(3.3.3)

Диаметр (м) воронки колеса:

(3.3.4)

Диаметр (м) втулки колеса:

(3.3.5)

Относительная ширина радиального колеса на входе:

(3.3.6)

Ширина (м) радиального колеса на входе:

(3.3.7)

Относительная ширина колеса на выходе:

(3.3.8)

Ширина (м) колеса на выходе:

(3.3.9)

Конечное давление:

(3.3.10)

Динамическая вязкость газа:

(3.3.11)

Число Рейнольдса для колеса:

(3.3.12)

Предельное число Рейнольдса:

(3.3.13)

Коэффициент сопротивления трения дисков:

(3.3.14)

Выбираем форму рабочего колеса: закрытое.
Поправочный коэффициент, учитывающий форму и тип рабочего колеса:

;

Коэффициент потерь:

(3.3.15)

Относительные потери работы на трение дисков:

(3.3.16)

Коэффициент внутренних переточке выбираем:;
Изотропный КПД:

(3.3.17)

Мощность на валу (Вт):

(3.3.18)

Отношение температуры в конце процесса сжатия к начальной:

(3.3.19)

Температура (К) газа на выходе из нагнетателя:

(3.3.20)

Плотность (кг/м³) газа на выходе из нагнетателя:

(3.3.21)

Плотность газа на выходе из лопаточного диффузора (1-eприближение):

(3.3.22)

Отношение ширины диффузора на входе к ширине рабочего колеса на выходе выбираем из диапазона k_b 1,0 1,4.

Угол потока на входе в безлопаточный диффузор (или в безлопаточную часть комбинированного диффузор):

(3.3.23)

Приведенный диаметр входа в безлопаточный диффузор выбираем: .
Приведенная скорость потока на входе в безлопаточный диффузор:

(3.3.24)

Приведенный диаметр входа в лопаточный диффузор (или в лопаточную часть комбинированного диффузора) выбираем:

− для лопаточного диффузора: ;

Приведенная скорость потока на входе в лопаточную часть диффузора:

(3.3.25)

Коэффициент скорости на выходе в лопаточную часть диффузора:

(3.3.26)

Приведенная температура на входе в лопаточный диффузор:

(3.3.27)

Отношение температуры на входе в лопаточный диффузор к начальной температуре:

(3.3.28)

Число Маха на входе в лопаточный диффузор:

(3.3.29)

Если выполняется условие 0,95  M₃ 1,25 , то в случае лопаточного и комбинированного диффузоров увеличиваем приведенный диаметр входа в лопаточный диффузор