Навигация:

Главная Случайная страница Обратная связь ТОП Интересно знать Избранные Новые материалы

Топ:

Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров...

Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...

Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...

Интересное:

Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...

Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...

Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...

Дисциплины:

Автоматизация Антропология Археология Архитектура Аудит Биология Бухгалтерия Военная наука Генетика География Геология Демография Журналистика Зоология Иностранные языки Информатика Искусство История Кинематография Компьютеризация Кораблестроение Кулинария Культура Лексикология Лингвистика Литература Логика Маркетинг Математика Машиностроение Медицина Менеджмент Металлургия Метрология Механика Музыкология Науковедение Образование Охрана Труда Педагогика Политология Правоотношение Предпринимательство Приборостроение Программирование Производство Промышленность Психология Радиосвязь Религия Риторика Социология Спорт Стандартизация Статистика Строительство Теология Технологии Торговля Транспорт Фармакология Физика Физиология Философия Финансы Химия Хозяйство Черчение Экология Экономика Электроника Энергетика Юриспруденция

Выбор осевой скорости, степени реактивности ступеней, густоты

2021-03-18

0.00 из 5.00 0 оценок

Заказать работу

Стр 1 из 4Следующая ⇒

Компрессор

Курсовой проект

Пояснительная записка

Руководитель И.Ю. Горюнова

к.т.н., доцент

Студент группы ГПУиД-5 К.В. Шашмурина

2010

Содержание

Перечень листов графических документов

Введение

Исходные данные

1.Выбор окружной скорости, схемы проточной части. Распределение напора и

величины КПД по ступеням компрессора

Выбор осевой скорости, степени реактивности ступеней, густоты

Решеток и удлинения лопаток в отдельных ступенях

3. Предварительный расчет

4. Газодинамический расчет ступеней компрессора по среднему диаметру

5. Расчет закрутки рабочих лопаток всех ступеней

6. Расчёт диаметра выходного патрубка

Заключение

Библиографический список

Исходные данные

Целью расчета является разработка однокаскадного многоступенчатого осевого компрессора, рассчитанного на следующие рабочие параметры:

- частота вращения ротора n = 6400 об/мин;

- расход рабочего тела (воздуха) G = 52 кг/с;

- полное давление и температура воздуха перед компрессором Р₀^* =100 кПа и T₀^* =284 К;

- степень повышения давления воздуха в компрессоре p_{к =}4,0;

- предполагаемый адиабатический коэффициент полезного действия по заторможенным параметрам h_к^* = 0,87.

Перечень листов графических документов

№	Наименование	Обозначение	Формат
1	Осевой компрессор мощностью		А1

Введение

Осевые компрессоры являются многоступенчатыми лопаточными машинами сжатия. В каждой ступени воздуху (газу) сообщается энергия в виде скорости и давления, причем кинетическая энергия сразу же преобразуется в энергию давления. От центробежных компрессоров они отличаются более высокими окружными скоростями и более узким диапазоном рабочих режимов. Из всех типов компрессоров у осевых компрессоров при заданном расходе габариты и масса наименьшие при высоком КПД.

Осевые турбокомпрессоры имеют существенные преимущества перед поршневыми компрессорами: сравнительно небольшие размеры и масса (из-за больших скоростей и непрерывного процесса сжатия); отсутствие возвратно-поступательного движения (только вращение); равномерность подачи газа; малый расход смазочных материалов; возможность непосредственного соединения приводного двигателя и компрессора и использования в качестве привода быстроходной паровой или газовой турбины; возможность подачи больших расходов газа; высокая производительность.

Существенным недостатком осевого компрессора является устойчивость работы в ограниченном диапазоне степени повышения давления и производительности. Кроме того к недостаткам можно отнести трудности выполнения осевого компрессора для получения малой производительности, но высокого давления.

Предварительный расчет

Полное давление на входе в компрессор:

р₁^* = р₀^*×h_вх =100·0,989 =98,90 кПа.

Адиабатическая работа сжатия. затрачиваемая в компрессоре: Н_ад^* = [k/(k-1)]RT₀^*(p_к^{* [(}^k^-1)/^k^]– 1) = [1,.4/(1,4 -1)]×0,287×284×(4^{[(1.4 - 1)/1.4]}- 1) = 138,6 кДж/кг.

Полная работа сжатия, затрачиваемая в компрессоре:

Н_к = Н_ад^*/ h_к^* = 138,6/ 0.87= 159,36 кДж/кг.

Распределение полной работы сжатия, затрачиваемой в компрессоре по ступеням:

Н_к = h_ст1 + h_ст2+ h_ст3 + h_ст4+ h_ст5 + h_ст6+ h_ст7 = 25,71 + 23,43 + 23,43+ 23,43 + 23,43+ 23,43 + + 16,52 = 159,36 кДж/кг.

Осевая составляющая скорости на входе в РК первой ступени:

с_а₁ = l_а₁ × a₁^* = 0,6×308,4 = 185,0 м /с,

где для воздуха а₁^*= 18,3 = 18,3 = 308,4 K.

Полная температура воздуха за компрессором:

Т_к^*= Т₀^* + Н_к/c_р = 284 + 159,36 / 1,005 = 442,6 К.

Полное давление воздуха за компрессором:

р_к^* = р₁^*× p_к^* = 98,90× 4 = 395,6 кПа.

Проходная площадь на выходе из последней ступени компрессора (приближённо):

F₂_z = (G× R× T_к^*)/(p_к^*× c_az× k_G) = (52×0,287× 442,6) / (395,6 ×130×0,955) = 0,135 м²,

где k_G –коэффициент, учитывающий неравномерность поля осевой составляющей скорости по высоте лопатки и влияние пограничного слоя (в первой ступени k_G = 0.97 - 0.98, в последней ступени k_G = 0.95 - 0.96)

Выбираем u_z = (0.9 ¸ 0.95)× u_н = 0,9×325 = 292,5 м/с и определяем средний диаметр последней ступени:

D_ср_z = (60× u_z) /(p× n) = (60×292,5)/(3,142×6400) = 0,873 м.

Округляем значение D_ср_z до и получаем: D_ср_z = 870 мм.

Уточняем коэффициент расхода, который должен быть в пределах (0.4 – 0.5):

c_az= c_az/u_z = 130 / 292,5 = 0,44.

Высота лопатки в последней ступени:

l_pz = F₂_z /(p× D_ср_z) = 0,135 / (3,142 × 0,870) = 0,049 м.

Корневой диаметр последней ступени:

D_к^/ = D_ср_z - l_pz = 0,873 – 0.049 = 0,821 м.

Втулочное отношение:

d_z = D_к_z /(D_ср_z + l_pz) = 0,82/(0,82 + 0,049) = 0,893.

Уточняем значение окружной скорости на среднем диаметре для последней ступени:

u = p× D_ср_z × n /60 = 3,142× 0,870× 6400 /60 = 291,54 м/с.

Продолжение

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

10 Окружная составляющая абсолютной скорости на выходе из РК с_2u u[(1-r)+h_т/2] м/с 189,0 178,5 170,8 163,0 155,2 147,4 126,0

11 Осевая скорость на выходе из ступени с_3a с_3ai с_{1а (i+1)} м/с 177,2 169,3 161,5 153,6 145,7 137,9 130

12 Осевая скорость на выходе из РК с_2a ~(с_1a+с_3a)/2 м/с 181,1 173,2 165,4 157,5 149,7 141,8 133,9

13 Угол выхода потока по абсолютной скорости a₂ arctg(с_2а/ с_2u) град 43,8 44,1 44,1 44,0 44,0 43,9 46,7

14 Абсолютная скорость на выходе из РК с₂ с_2а/sina₂ м/с 261,8 248,8 237,7 226,7 215,6 204,6 183,9

15 Угол выхода потока из РК в относительном движении b₂ arctg[с_2а/ (u-с_2u)] град 60,5 56,9 53,9 50,8 47,7 44,5 39,0

16 Относительная скорость на выходе из РК w₂ с_2а/sinb₂ м/с 208,1 206,8 204,8 203,3 202,4 202,2 212,9

17 Угол поворота в РК e_p b₂- b₁ град 16,1 14,5 13,9 13,2 12,4 11,6 6,8

18 Угол выхода потока из НА^* a₃ с₃_i = с_{1 (}_i₊₁₎ град 61,2 62,1 63,1 64,2 65,5 62,4 90,0

19 Угол поворота потока в НА e_н a₃- a₂ град 17,4 18,0 19,0 20,2 21,6 18,5 43,3

Таблица 4.2

Расчет выходного патрубка

По уравнению неразрывности имеем:

G = F_патр r _z с_патр,

где G – массовый расход через патрубок (через компрессор),

F_патр – площадь выходного патрубка,

r_z – плотность воздуха за последней ступенью,

С_патр – скорость потока в патрубке (принимается равной 60 м/с).

Выразим плотность из уравнения состояния:

r_z = P_k^*/ R^.T_k^*.

Так как площадь выходного патрубка – площадь круга, то можем найти его диаметр:

d_патр = = = 0.595 м.

Полученное значение округляем до 600 мм.

Заключение

В данном курсовом проекте разработан однокаскадный многоступенчатый осевой компрессор, рассчитанный на следующие параметры:

частота вращения ротора n = 6400 об/мин;

расход рабочего тела (воздуха) G = 52 кг/с;

полное давление и температура воздуха перед компрессором Р₀^* =100 кПа и T₀^* =284 К;

степень повышения давления воздуха в компрессоре p_{к =}4;

предполагаемый адиабатический коэффициент полезного действия по заторможенным параметрам h_к^* = 0,87 %.

Произведён расчёт проточной части быстроходного компрессора стационарного типа. При этом была достигнута основная цель расчёта: определение скоростей и углов потока. проходных сечений НА и РК всех ступеней. геометрических характеристик рабочих и направляющих лопаток на среднем диаметре и вдоль радиуса.

Разработанный осевой компрессор может применяться в составе ГТУ на компрессорных станциях магистральных газопроводов

Библиографический список

1. Старцев В.В. Ревзин Б.С. Газодинамический расчёт многоступенчатого осевого компрессора. Методические указания к курсовому проектированию. Екатеринбург: УГТУ. 2000. 25 с.