Одноступенчатый нагнетатель и расчет его основных размеров и параметров
![]()
|
Одноступенчатый нагнетатель и расчет его основных размеров и параметров Введение Центробежные нагнетатели - это машины динамического действия, в которых сжатие газа происходит в результате взаимодействия потока с вращающейся и неподвижной решётками лопастей. Характерной особенностью лопастных машин является отсутствие пульсации развиваемого ими давления. Нагнетатели и компрессоры применяют: для получения сжатого воздуха, имеющего силовое назначение; для обеспечения воздухом или газом производственных процессов; для наддува двигателей внутреннего сгорания, в газотурбинных установках, для сжатия и перемещения различных газов на химических заводах, в холодильных установках, для пневматических машин. В одноступенчатом нагнетателе за рабочим колесом, как правило, устанавливается лопаточный или безлопаточный диффузор, в котором уменьшается скорость потока, выходящего из рабочего колеса, и часть кинетической энергии преобразуется в статическое давление. Дальнейшее уменьшение скорости потока и повышение давление осуществляется также и в улитке нагнетателя. В результате повышения окружной скорости рабочего колеса и установки за ним диффузора удается значительно повысить конечное давление, создаваемое одноступенчатым нагнетателем, по сравнению с вентилятором. Задачей работы является определение основных размеров, окружной скорости рабочего нагнетателя и числа оборотов нагнетателя. 1. Расчет рабочего колеса Рассчитываем воздушный одноступенчатый нагнетатель для работы при следующих условиях: V=15 нм3/мин( 0,25см3 / сек) ; давление на всасывании рн=0,7 МПа (0,7*10 ![]() ![]() ΔТ1 = ![]() ![]() ![]() Тогда Т1 = Тн- ΔТ1=333-4,5=328,5˚К. Давление при входе на лопатки рабочего колеса р1=рн ![]() ![]() ![]() ![]() Задаемся величиной политропического КПД на расчетном режиме η ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Работа политропического сжатия: ![]() Принимаем газодинамический КПД., где α=1,04 ![]() ![]() ![]() ![]() Коэффициент закручивания (при бесконечном числе лопаток): ![]() Тогда, коэффициент циркуляции найдем по формуле Стодолы: ![]() Коэффициент напора: ![]() Эффективная работа ступени: Обычно принимаем ![]() ![]() ![]() Требуемая окружная скорость рабочего колеса: ![]() при ![]() ![]() Относительная скорость входа ![]() Скорость потока при входе на лопатки рабочего колеса ![]() что близко к принятому значению скорости с1 равному 95 м/сек. Необходимо откорректировать расчет, задавая другим значение скорости ![]() ![]() ![]() ![]() 2. Определение диаметра входа в колесо Диаметр входа в колесо при ξ=0,4 равен ![]() Принимаем ![]() ![]() ![]() . Определение наружного диаметра колеса и числа оборотов Наружный диаметр колеса: ![]() Число оборотов нагнетателя: ![]() Диаметр втулки: ![]() Средний диаметр вала: ![]() ![]() Определим соотношение рабочего и критического чисел оборотов ![]() . Определение ширины рабочего колеса Принимаем толщину лопаток в средней части δ=0,008 м, на концах δ ![]() ![]() ![]() При выходе из колеса ![]() Ширина лопаток на входе b1 и выходе b2 может быть определена по уравнениям (радиальный вход ![]() ![]() Принимаем b ![]() ![]() ![]() ![]() Скорость выхода из колеса: ![]() ![]() ![]() Отношение удельных объемов ![]() ![]() ![]() ![]() Найдем внутренний КПД ![]() ![]() где с ![]() ![]() Найдем ширину лопаток рабочего колеса ![]() Принимаем b ![]() Находим отношение ![]() Проверяем ![]() . Профилирование лопаток рабочего колеса Рассчитаем радиус лопатки рабочего колеса: ![]() Найдем радиус начальной окружности: ![]() Угол раскрытия канала на радиусе R ![]() ![]() Угол раскрытия канала на радиусе R ![]() ![]() Определяем основные размеры диффузора. Выбираем лопаточный диффузор. Начальный и конечный диаметры диффузора ![]() Осевая ширина диффузора ![]() Входной угол лопаток ![]() Принимаем угол лопаток на выходе из диффузора ![]() Число лопаток диффузора ![]() ![]() Принимаем число лопаток ![]() Радиус кривизны лопаток диффузора ![]() Радиус начальной окружности ![]() Угол раскрытия каналов на радиусе ![]() ![]() На радиусе ![]() ![]() ![]() Определим скорость воздуха при выходе из диффузора ![]() Зависимость между радиусом улитки ![]() ![]() ![]() ![]() При ![]() ![]() ![]() Принимаем ![]() В соответствии с рекомендациями НЗЛ ![]() Начальный радиус улитки ![]() Задаваясь рядом значений ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Значение ![]() ![]() ![]() ![]() Мощность на валу машины определим из уравнения: ![]() Заключение В ходе выполнения работы изучил конструкцию одноступенчатого нагнетателя и специфику расчета его основных размеров и параметров. колесо нагнетатель диффузор Список литературы 1. Чистяков Ф.М., Н.Т., Фролов Е.С. Центробежные компрессорные машины. М.: Машиностроение,2014, 328 с. .Игнатенко В.В., Романенко Инновационные компрессорные машины М.:,2010, 48 с. |