Расчет камеры сгорания ГПА-10 Волна. Мясоедов. 5В8Б. Расчёт ГПА. Курсовой проект. Тепловой расчёт газотурбинной установки для агрегата гпа10 Волна
 Скачать 5.77 Mb.
|
3.2. Расчёт компрессора высокого давленияТемпература заторможенного потока перед компрессором [3]: где – расчётная температура окружающего воздуха (на выходе из первого компрессора и равная температуре на входе во второй компрессор), – истинная удельная теплоемкость воздуха при температуре . Определяется плотность воздуха перед компрессором по параметрам торможения [3]: Находится потеря давления торможения во входном патрубке [3]: Давление торможения перед первой ступенью [3]: Определяется температура, давление и плотность воздуха перед первой ступенью [3]: где mв – показатель изоэнтропы воздуха в процессе сжатия в компрессоре [3]: где Rв – универсальная газовая постоянная воздуха. Находится объёмный расход воздуха через первую ступень [3]: Вычисляется окружная скорость концов рабочих лопаток [3]: где – частота вращения вала, значение которой, согласно исходным данным, лежит в диапазоне 3300-5000 об/мин (55-83,33 с-1). Для первого рассмотрения принимается n = 80 c-1. Определяется значение меридиональной проекции скорости перед первой ступенью [3]: Находятся периферийный и корневой диаметры лопаток первой ступени [3]: Тогда высота рабочих лопаток первой ступени будет [3]: Оцениваются параметры воздуха за последней ступенью и размеры последней ступени. Вычисляется давление торможения за компрессором [3]: Рассчитывается располагаемый теплоперепад [3]: Находится температура торможения за компрессором [3]: где – изоэнтропийный КПД. Плотность воздуха за компрессором по параметрам торможения: Потеря полного давления в выходном патрубке [3]: где – плотность воздуха за последней ступенью. Определяется давление торможения за последней ступенью [3]: Вычисляется температура и давление воздуха за последней ступенью [3]: где – истинная удельная теплоемкость воздуха при температуре . Определяется давление перед последней ступенью [3]: Плотность воздуха за последней ступенью [3]: С целью уменьшения числа ступеней предлагается принять периферийный диаметр рабочих лопаток постоянным. Диаметр корневых сечений лопаток последней ступени находится с помощью уравнения неразрывности [3]: Высота лопаток последней ступени [3]: Далее оценивается число ступеней. Определятся действительный теплоперепад в компрессоре [3]: Рассчитываются значения угловых скоростей для корневых сечений лопаток первой и последней ступеней [3]: Находится теплоперепад первой и последней ступеней [3]: где – средняя меридиональная проекция скорости в первой ступени. где – средняя меридиональная проекция скорости за последней ступенью. Рассчитывается средний теплоперепад ступеней [3]: Число ступеней определяется по формуле [3]: Полученное число ступеней КВД не соответствует прототипу (число ступеней прототипа – 9). Однако, различие в одну ступень по сравнению с прототипом не является критичным. Расчёт первой ступени КВД Определяется степень реактивности [3]: Степень реактивности на периферии рабочих лопаток [3]: Находится значение среднего квадратичного диаметра [3]: Относительный шаг решетки рабочего колеса ступени определяется из графика, показанного на рис. 5 по значениям β2 и ∆β = β2 – β3. Аналогично находится относительный шаг решетки диффузора по значениям α3 и ∆α = α3 – α2 [3]. Для нахождения выходных углов лопаток принимается безразмерная координата (см. табл. 3) и определяется значение коэффициента m для рабочего колеса и диффузора [3]: Исходя из рекомендуемых величин, назначаются углы атаки на среднем диаметре для решеток рабочего колеса и диффузора ip и iн соответственно. Находятся входные углы лопаток рабочего колеса и диффузора [3]: Определяются выходные углы лопаток [3]: Определяется проекция абсолютной скорости на окружное направление для периферийного сечения на входе в ступень [3]: Вычисляется относительная скорость в периферийном сечении на входе в рабочее колесо первой ступени [3]: Находится скорость звука по температуре воздуха перед первой ступенью [3]: Определяется число Маха в периферийном сечении на входе в ступень [3]: Полученное число Маха сравнивается с допустимым, то есть проверяется соответствие следующему условию [3]: Рассчитанное число Маха в периферийном сечении на входе в ступень соответствует условию и является допустимым. Треугольник скоростей первой ступени КВД приведен в приложении Б. Расчёт последней ступени КВД Определяется степень реактивности [3]: Степень реактивности на периферии рабочих лопаток [3]: Находится значение среднего квадратичного диаметра [3]: Определяются значения окружной составляющей скорости воздуха на входе в рабочее колесо компрессора c1uz, окружной скорости потока на среднем диаметре u1z, окружной составляющей скорости воздуха на выходе из рабочего колеса компрессора c2uz, окружной составляющей скорости воздуха за ступенью c3uz, угол входа потока в рабочее колесо β1z, угол выхода потока из рабочего колеса β2z, угла входа и выхода потока из диффузора последней ступени α2z и α3z [3]: Определяется значение коэффициента m для рабочего колеса и диффузора [3]: Находятся входные углы лопаток рабочего колеса и диффузора [3]: Определяются выходные углы лопаток [3]: Определяется проекция абсолютной скорости на окружное направление для периферийного сечения на входе в ступень [3]: Вычисляется относительная скорость в периферийном сечении на входе в рабочее колесо первой ступени [3]: Находится скорость звука по температуре воздуха перед последней ступенью [3]: Определяется число Маха в периферийном сечении на входе в ступень [3]: Полученное число Маха сравнивается с допустимым, то есть проверяется соответствие следующему условию [3]: Рассчитанное число Маха в периферийном сечении на входе в ступень соответствует условию и является допустимым. Треугольник скоростей последней ступени КВД приведен в приложении Б. Выполнив расчёт осевых компрессоров низкого и высокого давления, был получен ряд данных. Количество ступеней компрессоров составило 7 и 10 штук соответственно. Получение в КВД на одну ступень больше, чем в прототипе можно объяснить, тем, что вычисленная степень сжатия оказалась также больше чем в прототипе ( у прототипа и у проектируемого нами агрегата). Длины лопаток КНД: на первой ступени и на последней ступени компрессора. Длины лопаток КВД: на первой ступени и на последней ступени компрессора. Подытоживала расчёт каждой ступени проверка числа Маха: входит ли рассчитанное значение в допустимый диапазон. Число Маха на всех ступенях КНД и КВД является допустимым. Помимо этого, также были рассчитаны окружные скорости концов рабочих лопаток, по которым построены треугольники скоростей, представленные в Приложениях А и Б. |