Расчет закрутки рабочих лопаток всех ступеней

Выполненный расчёт ступеней по среднему диаметру определяет требования к геометрии лопаток только в одном сечении – среднем. У корня и на периферии условия обтекания будут отличаться, поэтому профиль лопатки определяет различные законы изменения по радиусу степени реактивности, теоретического напора закрутки потока на входе в РК и других параметров.

Рекомендуется использовать в первых ступенях лопатки с постоянной циркуляцией или с постоянной степенью реактивности, а в последних – лопатки с постоянной циркуляцией.

В данном курсовом проекте все ступени рассчитываются по закону закрутки с постоянной циркуляцией. В первом приближении можно принять, что теоретический напор по высоте лопатки не изменяется.

Для ступени с постоянной циркуляцией выполняются соотношения

c_1u × r = const;

c_1a (r) = const.

В ступенях этого типа степень реактивности резко уменьшается от периферии к корню. Поэтому при расчёте такой ступени при малом втулочном отношении необходимо следить за тем, чтобы у корня не появилась очень малая степень реактивности, а у вершины рабочей лопатки число Маха потока не превышало допустимого значения.

Заданными являются все величины для среднего диаметра. Необходимые соотношения для расчёта величин вдоль радиуса лопатки сведены в табл. 3.1. Расчёт производится не менее чем для трёх сечений: корневого, среднего и периферийного.

По полученным результатам строятся треугольники скоростей для всех ступеней (рис. 3.1-3.7), а также изменение по радиусу r. a_{1 .} с_1a. с_1u. с₁. b₁. b₂. w₁. w₂. a₂. c₂ (см. рис. 3.8 -3.28).

Таблица 2.1

Расчет кинематических параметров потока в ступенях компрессора при D_ср = const

№ п/п	Наименование величины	Обозначение	Формула	Размерность	Ступени
							1*
	Затрачиваемая работа в ступени	hст	задаёмся	кДж/кг	25,20	23,22	23,22	23,22	23,22	23,22	19,18	25,20
	Осевая скорость на входе в РК	с1а	задаёмся	м/с	185,689	177,2	168,7	160,2	151,7	143,2		185,69
	Степень реактивности ступени		задаёмся	-	0,50	0,55	0,57	0,59	0,61	0,63	0,65	0,5
	Коэффициент напора	hт	hст×103/u2	-	0,33	0,30	0,30	0,30	0,30	0,30	0,25	0,33
	Окружная составляющая абсолютной скорости на входе в РК	с1u	u[(1-r)- hт/2]	м/с	93,34	83,04	77,49	71,94	66,39	60,84	62,56	100,08
	Угол входа потока по абсолютной скорости	a1	arctg(с1а/ с1u)	град	63,31	64,89	65,33	65,81	66,36	66,98	64,47	61,68
	Абсолютная скорость на входе в РК	с1	с1а/sina1	м/с	207,83	195,68	185,63	175,59	165,56	155,55	145,17	210,94
	Угол входа потока в РК в относительном движении	b1	arctg[с1а/ (u-с1u)]	град	45,24	42,34	40,14	37,93	35,69	33,46	31,36	43,24
	Относительная скорость на входе в РК	w1	с1а/sinb1	м/с	261,52	263,08	261,64	260,60	259,95	259,69	251,71	271,05
									окончание табл. 2.1
	Окружная составляющая абсолютной скорости на выходе из РК	с2u	u[(1-r)+hт/2]	м/с	184,15	166,71	161,16	155,61	150,06	144,51	131,68	196,29
	Осевая скорость на выходе из ступени	с3a	с3ai с1а (i+1)	м/с	177,18	168,68	160,17	151,67	143,16	131,00	122,50	177,18
	Осевая скорость на выходе из РК	с2a	~(с1a+с3a)/2	м/с	181,44	172,93	164,43	155,92	147,42	137,08	126,75	181,44
	Угол выхода потока по абсолютной скорости	a2	arctg(с2а/ с2u)	град	44,57	46,05	45,57	45,06	44,49	43,49	43,91	42,75
	Абсолютная скорость на выходе из РК	с2	с2а/sina2	м/с	258,52	240,20	230,24	220,29	210,36	199,19	182,77	267,30
	Угол выхода потока из РК в относительном движении	b2	arctg[с2а/ (u-с2u)]	град	62,78	57,36	54,72	51,99	49,16	45,87	41,00	60,84
	Относительная скорость на выходе из РК	w2	с2а/sinb2	м/с	204,04	205,37	201,42	197,91	194,86	190,99	193,20	207,78
	Угол поворота в РК	ep	b2 - b1	град	17,54	15,02	14,58	14,06	13,46	12,41	9,64	17,60
	Угол выхода потока из НА*	a3	с3i = с1 (i+1)	град	64,89	65,33	65,81	66,36	66,98	64,47	90,00	64,89
	Угол поворота потока в НА	eн	a3 - a2	град	20,32	19,28	20,24	21,30	22,49	20,98	46,09	22,14

Таблица 2.2