Скоростная характеристика ТРДДФ АЛ-31Ф

Аналогичным способом была рассчитана скоростная характеристика для следующих скоростей:M = 0, M = 0.8, M = 1.4, M = 1.8.Результаты расчетов сведены в таблицу 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5.

Таблица 5.1 – Результаты расчёта скоростных характеристик

М	pн	Тн	а	v	Тн*	pн*	σв	Тв*
	Па	К	м/с	м/с	К	Па		К
0	101320	288	340	0	288	101320	0,97	288
0,4	101320	288	340	136	297,2	113129	0,97	297,2
0,8	101320	288	340	272	324,8	154446,1	0,97	324,8
1,4	101320	288	340	476	400,9	322427,8	0,945	400,9
1,8	101320	288	340	612	474,6	582164,1	0,898	474,6

Таблица 5.2 – Результаты расчёта скоростных характеристик

pв*	πв*	πкв*	πΣ*	pкн*	Ткн*	gт	α	pг*
Па				Па	К			Па
98280	0,97	5,107	21	404120,6	458,66	0,0279	2,421	1960694
109735,2	1,083	4,98	19,73	435155,8	467,87	0,0277	2,44	2057556
149812,7	1,478	4,63	16,64	538469,4	495,52	0,027	2,5	2367832
304598,1	3,006	3,91	11,39	887994,4	571,55	0,025	2,68	3297343
523042,9	5,162	3,43	8,63	1317403	645,28	0,0235	2,87	4289310
1113997	10,99	2,86	6,01	2342006	776,75	0,02	3,31	6367182

Таблица 5.3 – Результаты расчёта скоростных характеристик

pтв*	wc	pc	Rуд	Суд	Gв	R	gф
Па	м/с	Па	м/с	кг/Нч	кг/с	Н	–
876256,5	547,235	215338,5	797,2	0,081	137,9	109948	0,0404
919545,4	547,235	225976,7	671,77	0,095	144,73	97225,68	0,0403
1058211	547,235	260053,6	564,42	0,111	166,55	94006,95	0,0400
1473620	547,235	362139,6	418,1	0,139	231,94	96971,94	0,0393
1916942	547,235	471085,1	320,84	0,169	301,7	96801,53	0,0387
2845566	547,235	699293	184,37	0,256	447,87	82573,5	0,0374

 

Таблица 5.4 – Результаты расчёта скоростных характеристик

"gт"	αф	рф*ф	wcф.ад	wcф	рсф
–	–	Па	м/с	м/с	Па
0,0186	1,14	386181,5	805,59	789,48	212155,84
0,0184	1,15	405259,7	805,59	789,48	222636,80
0,0180	1,16	466372,0	805,59	789,48	256209,99
0,0168	1,20	649450,1	805,59	789,48	356787,23
0,0157	1,24	844829,6	805,59	789,48	464122,52
0,1360	1,32	1254090,5	805,59	789,48	688957,49

Таблица 5.5 – Результаты расчёта скоростных характеристик

Тсф	Rуд.ф	Суд.ф	Rф	Gтф
К	м/с	кг/(Н∙ч)	Н	кг/ч
1760,30	1192,57	0,1780	164474,96	29297,92
1760,30	1071,65	0,1974	155099,57	30625,40
1760,30	975,52	0,2143	162477,57	34829,67
1760,30	845,15	0,2393	196022,02	46917,00
1760,30	751,47	0,2600	226727,20	59031,66
1760,30	608,47	0,3020	272517,18	82334,92

 

По полученным значениям строятся графики скоростной характеристики, представленные на рисунках 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5 и 5.6.

Рисунок 5.1 – Скоростная характеристика по коэффициенту избытка воздуха

Рисунок 5.2 – Скоростная характеристика по общей степени сжатия

Рисунок 5.3 – Скоростная характеристика по удельной тяге

Рисунок 5.4 – Скоростная характеристика по удельному расходу топлива

Рисунок 5.5 – Скоростная характеристика по тяге

Рисунок 5.6 – Скоростная характеристика по расходу воздуха

ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРДДФ АЛ-31Ф

 

6.1 Газодинамический расчёт КНД

Форма проточной части проектируемого компрессора низкого давления – с постоянным средним диаметром.

В таблице 6.1 представлены исходные данные для газодинамического расчёт КНД.

 

Таблица 6.1 – Исходные данные для газодинамического расчёт КНД

Параметр	Значение
, Па
	0,84

Таблица 6.1 – Продолжение

	172000
	132,95

 

 

Определение числа ступеней

Средняя удельная работа сжатия в одной трансзвуковой ступени компрессора:

(6.1)

Тогда число ступеней:

(6.2)

Принимаем

Распределение работы по ступеням получается следующим:

Таблица 6. 2

№ ступени	1	2	3	4
Работа, кДж/кг	35	46	48	43

6.1.2. Расчёт первой ступени

Для увеличения напорности и уменьшения числа ступеней компрессора на наружном диаметре РК 1-й ступени устанавливается максимально допустимая скорость , которая в трансзвуковой ступени составляет .

Для уменьшения поперечных габаритов компрессора на входе в 1-ю ступень устанавливается допустимая осевая скорость

Относительный диаметр втулки выбираем .

Окружная скорость колеса на среднем диаметре:

(6.3)

Для проверки правильности выбора величин находим:

Коэффициент нагрузки : для исключения чрезмерной закрутки воздуха, т.е. для получения достаточно высокого КПД

(6.4)

Коэффициент расхода

(6.5)

Как видно из расчётов, полученные величины находятся в рекомендуемых пределах.

Степень реактивности ступени. При величине ρ_K = 0,5 обеспечиваются наибольшие значения напора и КПД ступени, поэтому данная величина рекомендуется для всех ступеней компрессора. Кроме того, при данном значении получаются идентичными профили лопаток рабочего колеса и спрямляющего аппарата, что облегчает их изготовление. Выбираем .

Окружная составляющая скорости движения воздуха:

(6.6)

Абсолютная скорость движения воздуха

(6.7)

Относительная скорость движения воздуха

(6.8)

Скорость распространения звука

(6.9)

Число М на среднем диаметре не должно превышать 1,2

(6.10)

Термодинамические параметры воздуха на входе в компрессор.

(6.11)

 

(6.12)

 

(6.13)

Площадь проточной части на входе в компрессор

(6.14)

Диаметр рабочего колеса

(6.15)

Диаметр втулки

(6.16)

Средний диаметр рабочего колеса

(6.17)

Высота лопатки

(6.18)

 

На основании опытных данных для первой ступени компрессора удлинение лопатки и густота лопаточной решётки.

Хорда лопатки:

(6.19)

 

Шаг лопаток на рабочем колесе:

(6.20)

Ширина первой ступени:

(6.21)

Число лопаток рабочего колеса первой ступени:

(6.22)

Принимаем

Частота вращения ротора:

(6.23)

Степень повышения давления в ступени. Принимаем адиабатический КПД ступени

(6.24)

 Параметры заторможенного потока на выходе из ступени:

(6.25)

 

(6.26)

Аналогично, задаваясь законом изменения осевой скорости воздуха на входе в ступень и учитывая средний диаметр постоянный, определяем параметры остальных ступеней компрессора низкого давления.

6.1.3 Расчёт последней ступени

Геометрические размеры последней ступени рассчитываются на выходе из спрямляющего аппарата, где из энергетического расчёта известны температура T_KН* и давление  заторможенного потока. Осевую скорость на выходе из КНД принимаем .

Термодинамические параметры воздуха на выходе из КНД:

(6.27)

(6.28)

(6.29)

 

Площадь проточной части на входе в компрессор:

(6.30)

Параметры рабочего колеса. Средний диаметр колеса:

(6.31)

Наружный диаметр рабочего колеса:

(6.32)

Диаметр втулки:

(6.33)

Высота лопатки:

(6.34)

Удлинение лопатки и густота лопаточной решётки. Хорда лопатки:

(6.35)

Шаг лопаток на спрямляющем аппарате:

(6.36)

Ширина последней ступени:

Принимаем у = 0,9 (по прототипу)

(6.37)

Число лопаток спрямляющего аппарата последней ступени:

(6.38)

Принимаем

Длина КНД:

	(6.39)
По полученным значениям строится план скоростей последней ступени (рисунок 6.1).

Рисунок 6.1 - План скоростей 1-ой ступени КНД

6.2 Газодинамический расчёт КВД

Форма проточной части проектируемого компрессора высокого давления – с постоянным средним диаметром.

В таблице 6.3 представлены исходные данные для газодинамического расчёт КВД.

 

Таблица 6.3 – Исходные данные для газодинамического расчёт КВД

Параметр	Значение
, Па
	0,84