Расчет узлов авиационного двигателя и их согласование

      Данные  для расчета профилирования занесены в таблицу 4.1.

      Результаты  расчёта профилирования рабочей  лопатки первой ступени КВД на ЭВМ приведены в таблице 4.2

Таблица 4.1 – Исходные данные

 

Таблица 4.1 − Исходные данные для газодинамического расчета ступени 

21 04 09    1  04    1.390   287.00       ( дата,  M, Ks,  kг, Rг )

    1.313  328.900     .200    .8713    .985   1.       .581  .620

    0.000  160.000  288.150  98306.   74.19   2.094     .988

    0.967    1.046

                       _                         _       _       _

    Пi*      Uк        Hтвт     КПД*     Sна     D21     d1вт    d2вт

    m       С1асp      Т1*      P1*      С1uсp   D1к      Кн

   W1к/W1сp  W1вт/W1сp 

 Тип ступени  :  1 - дозвуковая ступень;

   ( M )         2 - свеpхзвуковая ступень . 

 Закон кpутки :  1 - пеpвая ступень без ВНА  ( С1u=0., А=В=D=0.);

   ( Ks )        2 - " свободный вихpь "(на входе)  пpи заданном Нт(r);

                 3 - " твеpдое тело " (на входе) пpи заданном Нт(r);

                 4 - Rок=const пpи заданном Нт(r) ;

                 5 - по значениям W1к/W1сp и W1вт/W1сp. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 4.2 −  Результаты газодинамического расчета ступени

       

   ГДР СТ.ОК               ДАТА 21. 4. 9

   ИСХОДНЫЕ  ДАННЫЕ

   M= 1  KR= 4  КГ= 1.390  RГ= 287.00

  1.288    328.90    .200    .871    .985   1.000    .581    .620

   .000    160.00  288.15   98306.  74.19   2.094    .988

   .967   1.046       А= .464   B=-.126   D= .000

   ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СТ. ОК

 PI1=1.291    PI2=1.313  HZ1=25118.  HZ2=26860. T01=312.71  T02=314.41

 P01= 126895. P02= 129076.

( GB=365.109  ROK= .5363   HTO= .2513  WC=  2999.8 )

                                                            Таблица 1

N        U        CU       CA       T0       T        P0       P

ROTH      RO       C        W        LC       LW       AL       BE

 11      328.90   111.19   123.54   288.15   274.65    98306.    82849.

1.0000  1.0511   166.21   250.32    .5359    .7841    48.012   29.573

12      295.93    91.30   146.49   288.15   273.59    98306.    81715.

  .8998  1.0407   172.61   251.66    .5565    .7893    58.067   35.597

13      263.41    70.54   162.32   288.15   272.84    98306.    80922.

  .8009  1.0334   176.98   252.08    .5706    .7914    66.511   40.085

14      229.24    47.00   173.45   288.15   272.37    98306.    80422.

  .6970  1.0288   179.70   251.58    .5794    .7906    74.837   43.585

15      191.09    17.48   179.97   288.15   272.17    98306.    80215.

  .5810  1.0269   180.82   250.06    .5830    .7866    84.453   46.031

    *       *        *        *        *        *        *        *

21      328.90   193.85    82.98   314.41   292.68   131041.   101516.

1.0000  1.2086   210.86   158.51    .6509    .4968    23.174   31.567

22      292.98   183.88   135.29   314.09   288.62   130624.    96627.

  .8908  1.1665   228.29   173.81    .7050    .5461    36.345   51.116

23      263.07   168.95   168.28   313.13   285.34   129378.    92893.

  .7998  1.1343   238.46   192.81    .7375    .6057    44.887   60.781

24      234.17   149.41   192.76   311.54   282.46   127321.    89796.

  .7120  1.1077   243.88   210.57    .7562    .6608    52.221   66.264

25      204.22   123.58   211.45   309.30   279.98   124480.    87286.

  .6209  1.0863   244.91   226.30    .7622    .7092    59.696   69.125

    *       *        *        *        *        *        *        *

81      328.90   111.19   123.54   288.15   274.65    98306.    82849.

1.0000  1.0511   166.21   250.32    .5359    .7841    48.012   29.573

82      292.98    89.47   148.16   288.15   273.51    98306.    81630.

  .8908  1.0399   173.08   251.74    .5581    .7896    58.875   36.055

83      263.07    70.32   162.45   288.15   272.83    98306.    80916.

  .7998  1.0334   177.02   252.08    .5708    .7914    66.594   40.125

84      234.17    50.54   172.15   288.15   272.41    98306.    80474.

  .7120  1.0293   179.42   251.71    .5785    .7909    73.639   43.153

85      204.22    28.14   178.42   288.15   272.20    98306.    80251.

  .6209  1.0273   180.62   250.67    .5824    .7883    81.037   45.378 

                                                  Таблица 2

          Профилирование лопатки РК по  радиусу

  ----------------------------------------------------------

   Паpаметp |          Сечение по высоте лопатки 

            |  1(пеp)    2         3(сp)     4         5(вт)

  ----------------------------------------------------------

     ro       1.000     .8908     .7998     .7120     .6209   

     b        132.3     132.3     132.3     132.3     132.3   

     t        129.0     114.9     103.2     91.84     80.09   

     b/t      1.026     1.151     1.282     1.441     1.652   

     Cm       .0500     .0550     .0600     .0650     .0700

     i        .0000     .0000     .0000     .0000     .0000   

     del      1.039     6.057     7.060     6.949     6.367   

     dbe      1.994     15.06     20.66     23.11     23.75   

     tet      3.033     21.12     27.72     30.06     30.11   

     be1l     29.57     36.06     40.12     43.15     45.38   

     be2l     32.61     57.17     67.84     73.21     75.49   

     Число  pабочих лопаток - 51. шт. 

     ( Данные  по пpофилиpованию записаны в  файл gfrk.dat ) 
 

 
 

     Рисунок 4.3 − Решетки профилей ступени осевого компрессора

     

 

      Рисунок 4.4 − Решетки профилей ступени  осевого компрессора 

 

Рисунок 4.5 – Профиль рабочей лопатки  в пяти сечениях 

      Рассчитанная  и построенная решетка профилей первой ступени осевого компрессора  высокого давления удовлетворяет требованиям и сможет обеспечить требуемые параметры. Исходные данные взяты из газодинамического расчета осевого компрессора высокого давления.

      Полученные  числа М_w1 потока во всех сечениях находятся в допустимом диапазоне, т.е.  M_w1<M₁^*, 0,7637<0,85.

     Спрофилировано  по закону .Lk=const 

5 ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ТУРБИНЫ 

    На современное состояние теории и практики проектирования осевых газовых турбин обеспечивает возможность надежного определения параметров турбины на расчетном режиме с достоверным учетом всех видов потерь механической энергии в ее проточной части. При этом газодинамический расчет турбины усложняется, что приводит к значительному увеличению объема вычислений. В учебном проектировании сложные расчетные соотношения могут быть реализованы только при использовании ЭВМ, и поэтому ручной счет выполняется только первой ступени в первом приближении.

    5.1 Исходные данные

    Исходными данными газодинамического расчета  турбины на среднем диаметре при  заданной форме ее проточной части являются  величины, получаемые как в результате предшествующих расчетов, так и оцениваемые  по опыту проектирования турбин. Такими величинами являются:

    N_т – мощность турбины , кВт;

    G_Г – расход газа на входе в турбину, кг/с;

    Т₀* - температура заторможенного потока газа перед турбиной, К;

    Р₀* - давление заторможенного потока газа перед турбиной, Па;

    n – частота вращения рабочего колеса ступени, об/мин;

    D_Гср – средний диаметр лопаток на выходе соплового аппарата (СА),м;

    D_Тср – средний диаметр лопаток на выходе РК, м;

    h_Г – высота лопатки на выходе СА, м;

    h_Т – высота лопатки на выходе РК, м.

          Проектировочный газодинамический расчет осевой турбины выполняется  по учебному пособию [6] с целью определения  основных размеров ее проточной части, параметров потока и КПД. Вычисление определенных параметров производится в характерных сечениях.

          Потребная мощность силовой турбины, работающей на  приводимый агрегат определяется мощностью данного агрегата, а мощность турбин, компрессоров (ВД и НД) N_тк определяется мощностью осевых компрессоров.              

          

     

       

    При этом мощность распределяю по ступеням так, чтобы коэффициент нагрузки последней ступени не превышал 1,5; иначе трудно обеспечить выход потока из ступени, близкой к осевому.

      Расход  газа определяем по формуле:

 

    5.2 Газодинамический расчет (расчет на ЭВМ)

    Исходный файл представлен в таблице 5.2. Результаты расчета на ЭВМ сведены в таблицу 5.3.

    В данном расчете в первом приближении  можно принимать: