Ваняшов А.Д., Кустиков Г.Г. Учебное пособие для курсового проектирования - Расчет и конструирование центробежных компрессорных машин
Подождите немного. Документ загружается.
80
Продолжение табл. 8.8
1 2 3 4 5 6
17
α
л3
град
18,8)/16,20,7(5,0)(5,0
*
)1(3)1(2)1(3
=+=+=
ααα
17,7)14,720,7(5,0
)2(3
=
+
⋅=
α
Принимаем
α
л3(1)
=
α
л3(2)
= 19°
19 19
18
23−
K
-
()() ()
0,796
1,118,8sin24,101,1
7,20sin
sin
sin
)1(
23)1(3
)1(
23
)1(
23
)1(2
)1(23
=
⋅⋅⋅
=
==
−
DDbb
K
αεε
α
0,732
1,117,7sin43,101,1
7,20sin
)2(23
=
⋅⋅⋅
=
−
K
0,7946 0,7282
19 С
3
м/с
125,2157,30,796
)1(2)1(23)1(3
=
⋅
=
⋅
=
−
СKC
115,1157,30,732
)2(3
=⋅=C
125,2 115,1
20 Т
3
К
[
]
301,8
)]0,7961(0,371)1311,1(5,01[299,5
)1()1(5,01
22
2
)1(23
2
)1(2)1(2)1(3
=
=−⋅−⋅+⋅=
=−−+=
−
КMkТТ
С
320,5)]0,732
1(0,36)1311,1(5,01[317,5
2
2
)2(3
=−
−⋅⋅−⋅+⋅=Т
301,8 320,5
21
ρ
3
кг/м
3
[]
[]
42,16
)0,7961(0,371)1311,1(5,0141,36
)1()1(5,01
13,457
22
1
2
)1(23
2
)1(2)1(2)1(3
=
=
−−+=
=−−+=
−
−
−
σ
ρρ
КMk
С
[]
48,81
)0,7321(0,36)1311,1(5,0147,71
13,457
22
)2(3
=
=−−+=
−
ρ
42,16 48,81
22 Р
3
МПа
84
1
,5108,30145916,42
3
)1(3)1(3)1(3
=⋅⋅⋅==
−
RTР
ρ
190,7105,32045981,48
3
)2(3
=⋅⋅⋅=
−
Р
5,841 7,190
23
α
л4
град
°=+=+== 35161916
3)2(4)1(4
o
ллл
ααα
35 35
24 B
3
/t
3
-
Задается
2,2 2,2
25
∆
α
л4
град
3,75
)1935(002,02,2
)1935()35002,041,0(
)(002,0
)()002,041,0(
3433
344
4
=
−⋅−
−⋅⋅−
=
=
−⋅−
−
⋅
⋅
−
=∆
лл
ллл
л
tB
αα
α
α
α
α
3,75 3,75
26
α
4
град
31,33,7535
44)2(4)1(4
=
−
=
∆
−
=
=
лл
α
α
α
α
31,3 31,3
27
2
4
24
С
С
K =
−
-
1-е приближение: задается
32,0
)1(24
=
−
K
3,0
)2(24
=
−
K
2-е приближение:
24−
K
- из п. 32 табл. 8.8
1-е прибл.
0,32
2-е прибл.
0,360
1-е прибл.
0,30
2-е прибл.
0,313
81
Продолжение табл. 8.8
1 2 3 4 5 6
28 С
4
м/с
1-е приближение:
50,30,32157,3
)1(24)1(2)1(4
=
⋅
=
⋅
=
−
KСС
47,20,3157,3
)2(4
=
⋅
=С
1-е прибл.
50,3
2-е прибл.
56,63
1-е прибл.
47,2
2-е прибл.
49,23
29 Т
4
К
1-е приближение:
305,3
))0,321(371,0)1311,1(5,01(299,5
))1()1(5,01(
22
2
)1(24
2
)1(2)1(2)1(4
=
=−⋅⋅−+⋅=
=−⋅−+=
−
KMkТТ
C
323,3
))0,31(36,0)1311,1(5,01(317,5
22
)2(4
=
=−⋅⋅−+⋅=Т
1-е прибл.
305,3
2-е прибл.
305,1
1-е прибл.
323,3
2-е прибл.
323,3
30
ρ
4
кг/м
3
1-е приближение:
[]
43,34
)]32,01(371,0)1311,1(5,0141,36[
)1()1(5,01
)
22
)1(
2
)1(24
2
)1(2)1(2)1(4
1457,3(
=
=
−−+=
=−−+=
−
−
−
σ
ρρ
КMk
С
49,89)]3,0
1(36,0)1311,1(5,0147,71[
)
2
2
)1(4
1457,3(
=−
−−+=
−
ρ
1-е прибл.
43,34
2-е прибл.
43,28
1-е прибл.
49,89
2-е прибл.
49,89
31
ε
4
-
1,15437,5743,34
)1(4)1(4
=
=
=
н
ρ
ρ
ε
1,32837,5749,89
)2(4)2(4
=
=
=
н
ρ
ρ
ε
1-е прибл.
1,154
2-е прибл.
1,152
1-е прибл.
1,328
2-е прибл.
1,327
32
24−
K
-
1-е приближение:
()() ()
0,36
1,4631,3sin24,1)1,101(1,154
20,7sin
sin
sin
)1(
24)1(4
)1(
24
)1(
24
)1(2
)1(24
=
⋅⋅⋅
=
==
−
DDbb
К
αεε
α
0,313
1,4631,3sin43,1)27,1328,1(
20,7sin
)2(24
=
⋅⋅⋅
=
−
К
1-е прибл.
0,360
2-е прибл.
0,360
1-е прибл.
0,313
2-е прибл.
0,313
33 С
4
м/с
56,630,360157,3
)1(24)1(2)1(4
=
⋅
=
⋅=
−
KСС
49,230,313157,3
)2(4
=
⋅
=С
56,63 49,23
34 Р
4
МПа
067,6101,30545928,43
3
)1(4)1(4)1(4
=⋅⋅⋅==
−
RTР
ρ
406,7103,32345989,49
3
)2(4
=⋅⋅⋅=
−
Р
6,067 7,406
35 M
С4
-
0,132
305,1459311,1
56,63
)1(4
)1(4
)1(4
=
⋅⋅
==
kRT
С
M
С
0,112
323,3459311,1
49,23
)2(4
=
⋅⋅
=
С
M
0,132 0,112
82
Окончание табл. 8.8
1 2 3 4 5 6
36
*
4
Р
МПа
134,6
1,305
9,305
067,6
1311,1
311,1
1
)1(4
*
)1(2
)1(4
*
)1(4
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
−
−к
к
Т
Т
РР
464,7
3,323
9,323
406,7
1311,1
311,1
*
)2(4
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⋅=
−
Р
6,134
7,464
37 z
3
= z
4
шт.
(
)
()
22,2
)0,9041,20ln(
)3519(5,0sin2
2,2
)ln(
)(5,0sin2
34
43
3
3
3
=
+⋅⋅⋅
⋅=
=
+⋅⋅⋅
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
π
ααπ
DDt
B
z
лл
Принимаем z
3
= z
4
= 23
23 23
Для снижения неравномерности распределения параметров потока по ок-
ружности при выходе из колеса задаемся отношением
D
3
/D
2
для обеих ступеней
1,1. Так как для обеих ступеней выбраны лопаточные диффузоры, ширину ка-
нала на входе
b
3
рекомендуется выполнять больше, чем ширину РК на выходе
b
2
. Шириной канала на входе в ЛД для первой ступени (промежуточного типа)
задаемся
b
3
/b
2
= 1,24. Для второй ступени (концевого типа) это отношение при-
нимаем больше, чем для первой ступени
b
3
/b
2
= 1,43, из-за ограничения ради-
альных габаритов нагнетателя, а также для обеспечения одинаковой ширины
лопаток ЛД обеих ступеней (из технологических соображений).
По тем же причинам принимаем одинаковыми для обеих ступеней углы
установки лопаток ЛД на входе 19° и на выходе 35°, а также число лопаток од-
ноярусной решетки
z
3
= z
4
= 23. Углы атаки в этом случае составляют для пер-
вой ступени
i
3(1)
= 0,20°; i
3(2)
= 1,30°.
Уточнение коэффициента диффузорности производим итерационным ме-
тодом, предварительно задаваясь для первой ступени
К
4-2(1)
=0,32, для второй -
К
4-2(2)
=0,3. Для сходимости решения оказалось достаточным двух итераций.
Для оценки чисел Маха в горловом сечении ЛД (сечение 3Г-3Г) решим
уравнение (4.35) методом последовательных приближений. Предварительно
найдем площади:
- в сечении 2-2
093,0945,0038,0822,0
2222
=
⋅
⋅
⋅
=
⋅⋅⋅
=
π
τ
π
bDF
м
2
;
- в сечении 3Г-3Г
026,019sin60,0047,0904,0sin
33333
=°
⋅
⋅
⋅
⋅
=
=
π
α
τ
π
лГ
bDF
м
2
,
где
60,0
19sin904,0
23016,0
1
sin
1
33
33
3
=
°⋅⋅
⋅
−=
⋅⋅
⋅
−=
παπ
δ
τ
л
D
z
, а толщина лопаток ЛД приня-
та в размере 5 % от длины средней линии, т.е. около 16 мм.
Решение уравнения (4.35)
()
()
)1(2
1
2
2
2
3
1
2
2
2
1
1
2
22323
)1(1
)1(5,01
)1(1)(
−
+
+
+
−
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⋅−+
−+
Ω−+=
k
k
iU
ГC
k
iU
k
k
UГГС
Mk
Mk
MkМFFМ
ψ
ψϕ
дает значение
М
С3Г
= 0,498, т.е. достаточно далеко от критического (М
С3Г
= 1).
83
Расчет поворотного колена и обратного направляющего аппарата
Проектируемый нагнетатель имеет две ступени, поэтому расчет поворот-
ного колена и обратного направляющего аппарата выполняем только для пер-
вой ступени. Последовательность определения основных геометрических и
термогазодинамических параметров приведена в табл. 8.9.
Таблица 8.9
Расчет поворотного колена и обратного направляющего аппарата
№ ступени
№
п/п
Опреде-
ляемый
параметр
Размер-
ность
Способ определения
1
1 2 3 4 5
1 b
5
/b
4
-
Задается 1
2 b
5
м
0,04710,047)(
4545
=
⋅
=
⋅= bbbb
0,047
3 D
5
/D
4
-
Задается 1
4 D
5
м
1,2011,20)(
4545
=
⋅
=
⋅= DDDD
1,20
5
4
bR
S
Задается 1
6
R
S
м
0,04710,047)(
44
=
⋅
=
⋅= bRbR
SS
0,047
7
R
h
м
0,094
2
0,0470,047
0,047
2
54
=
+
+=
+
+=
bb
RR
Sh
0,094
8
λ
4-5
-
0,0121,
101,111
43,280,04731,3 cos56,63
0,047
0,0940,047
211,0
cos
11,0
25,0
5-
25,0
4
4444
5
554
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⋅
⋅⋅⋅+
×
×⋅=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⋅⋅⋅
+
⋅=
−
−
−
µ
ρα
λ
bC
b
RR
k
hS
где k
5
= 2,0 – для ступеней с ЛД
0,0121
9
α
5
град
31,30121,0
1
31,3
)(
54
45
4
5
=+=+=
−
tg
arctg
bb
tg
arctg
λ
α
α
31,263
10
α
л5
град
55
α
α
≈
л
32
11
40 −
′
K
-
1,07256,6360,70
4040
=
=
=
′
−
′
ССK
1,072
12 С
5
м/с
45
5555
4444
45
где
56,63,
31,3sin43,28
31,3sin43,28
56,63
sin
sin
ρρ
αρ
α
ρ
≈
=
⋅
⋅
=
⋅⋅⋅
⋅
⋅
⋅
=
Db
Db
CC
56,63
13 К
5-4
-
1,056,6356,63
4545
=
=
=
−
ССK
1,0
14 Т
5
К
(
)
()
305,1)0,11(0,132)1311,1(5,01
305,1)1()1(5,01
22
2
45
2
445
=−⋅⋅−⋅+×
×=−⋅⋅−⋅+⋅=
−
KMkТТ
C
305,1
15
ρ
5
кг/м
3
[]
[]
43,34)0,11(132,0)1311,1(5,01
43,28)1()1(5,01
)1457,3(
22
)1(
2
45
2
445
=−⋅⋅−⋅+×
×=−⋅−⋅+=
−
−
−
σ
ρρ
КMk
С
43,34
84
Окончание табл. 8.9
1 2 3 4 5
16 Р
5
МПа
060,6101,30545934,43
3
555
=⋅⋅⋅==
−
RTР
ρ
6,060
17 К
6-5
- Задается 1,04
18 С
6
м/с
58,9056,6304,1
5566
=
⋅
=
⋅
=
−
СKC
58,90
19 К
6-4
-
04,156,6358,90
4646
=
=
=
−
ССK
1,04
20 Т
6
К
(
)
()
305,0)04,11(132,0)1311,1(5,01
305,1)1()1(5,01
22
2
46
2
446
=−⋅⋅−⋅+×
×=−⋅⋅−⋅+⋅=
−
KMkТТ
C
305,0
21
ρ
6
кг/м
3
[]
[]
43,26)04,11(132,0)1311,1(5,01
43,34)1()1(5,01
)1457,3(
22
)1(
2
46
2
446
=−⋅⋅−⋅+×
×=−⋅⋅−⋅+⋅=
−
−
−
σ
ρρ
КMk
С
43,26
22 Р
6
МПа
056,6100,30545926,43
3
666
=⋅⋅⋅==
−
RTР
ρ
6,056
23 D
6
м Принимаем D
6
= D
1
= 0,4176 0,4176
24 B
3
/t
3
- Задается 2,15
25 z
5
шт.
11,2
)0,4176(1,2ln
2
9032
sin2
15,2
)ln(
2
sin2
65
65
5
5
5
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
π
αα
π
DDt
B
z
лл
Принимаем z
5
= z
6
= 11
11
26
δ
5
м
δ
5
=
δ
6
= 0,0195 ⋅D
2
= 0,0160
0,0160
27
τ
5
-
0,947
32sin1,2
0,016116,0
1
sin
1
55
55
5
=
⋅⋅
⋅⋅
−=
⋅⋅
⋅⋅
−=
παπ
δ
τ
δ
л
D
zk
0,947
28
τ
6
-
0,863
4176,0
016,011
11
6
66
6
=
⋅
⋅
−=
⋅
⋅
−=
ππ
δ
τ
D
z
0,863
29 b
6
м
0,076
43,2658,900,41760,863
32sin56,6343,340,0472,10,947
sin
6666
555555
6
=
⋅⋅⋅
⋅⋅⋅⋅⋅
=
=
⋅⋅⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
=
ρτ
α
ρ
τ
CD
CbD
b
л
0,076
30 К
0'-6
-
1,0358,9060,70
6060
=
=
=
′
−
′
ССK
1,03
31 F
0'
м
2
0,0835
1,03
0,8630,0760,4176
60
666
0
=
⋅⋅⋅
=
⋅⋅⋅
=
−
′
′
π
τπ
К
bD
F
0,0835
32
η
п
-
82,0
)288305,0(lg311,1
4,967
6,056
lg)1311,1(
)(lg
)(lg)1(
6
6
=
⋅
⋅−
=
⋅
⋅−
=
н
н
п
TTk
PPk
η
0,82
Для определения коэффициента трения в ПК рассчитывается коэффициент
динамической вязкости газа в сечении 4-4 по формуле Сазерленда:
5
5,1
5
5,1
4
4
2734
10111,1
273
305,05
162305,05
162273
101,10
273
273
−−
⋅=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⋅
+
+
⋅⋅=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⋅
+
+
⋅=
T
СT
С
µµ
Па⋅с,
85
где
µ
273
= 10,1⋅10
-5
Па⋅с – коэффициент динамической вязкости при температуре
0 °С;
С = 162 – постоянная Сазерленда для метана.
Определяя скорость на входе в ПК в сечении 5-5, принимаем, что плотно-
сти газа в сечениях 4-4 и 5-5 отличаются незначительно (
ρ
5
≈
ρ
4
). Последующее
уточнение плотности
ρ
5
свидетельствует о ее незначительном отличии от ранее
принятого значения (
ρ
5
≈
ρ
4
), поэтому дальнейших итераций не требуется.
Толщину лопаток ОНА
δ
5
и
δ
6
принимаем равной 16 мм из конструктив-
ных соображений.
Определив в п. 31 табл. 8.9 площадь входного отверстия колеса второй
ступени (
F
0'
= 0,0835 м
2
), сравниваем ее с подсчитанной ранее в гл. 3 «Расчет
рабочих колес». В п. 16 табл. 8.7 было получено значение
F
0(2)
= 0,0811 м
2
. Рас-
хождение составляет 2,9 %, что можно принять удовлетворительным, а полу-
ченное расхождение объясняется тем, что действительное распределение ско-
ростей между сечениями 4-4, 5-5, 6-6, 0′-0′ несколько отличается от полученно-
го в расчетах.
Проверка политропного КПД для первой ступени в п. 32 табл. 8.8
(
η
п
= 0,82) показывает, что расхождения с ранее принятым значением нет, т.е.
расчеты ступени выполнены верно.
Расчет выходного устройства
В силу того что одним из требований к конструкции нагнетателя является
ограничение радиальных габаритов, в качестве выходного устройства целесо-
образно применить кольцевую сборную камеру. Сборная камера практически
не увеличит осевые габариты машины, т.к. займет в осевом направлении рас-
стояние, не превышающее осевого размера думмиса и концевого лабиринтного
уплотнения. Кроме
того, применение корпусов ЦБН в виде цилиндрической
«бочки» ограничивает возможности применения улиток в качестве выходных
устройств.
Поперечное сечение кольцевой сборной камеры выбираем прямоугольной
формы. Такая форма сечения наиболее часто встречается в конструкциях ЦБН
природного газа и является с точки зрения технологии изготовления и сборки
наиболее предпочтительной.
Для расчета сборной камеры
конструктивно задаемся отношением наруж-
ного диаметра камеры к ее внутреннему диаметру
D
н
/D
вн
(рис. 6.4 а), а затем
рассчитываем отношение ширины камеры к ее высоте
b
к
/h
к
. При заданном
D
н
/D
вн
= 1,75 отношение b
к
/h
к
= 1,22, т.е. лежит в рекомендуемом диапазоне
(0,8–1,6), а сборная камера удовлетворительно может быть размещена в корпу-
се ЦБН.
Расчет всех геометрических размеров кольцевой сборной камеры прямо-
угольного сечения приведен в табл. 8.10, в ней же определены термогазодина-
мические параметры рабочего тела в сечении 8-8 (на выходе из сборной каме-
ры).
86
Таблица 8.10
Расчет кольцевой сборной камеры с прямоугольным поперечным сечением
№ ступени
№
п/п
Опреде-
ляемый
параметр
Размер-
ность
Способ определения
2
1 D
н
/D
вн
- Задается 1,75
2
b
н
м
b
н
= 1,3 ⋅b
4
= 1,3 ⋅0,047 = 0,062
0,062
3
R
S
м
R
S
= 0,075⋅D
2
= 0,075⋅0,822 = 0,062
0,062
4
R
h
м
R
h
= 0,9⋅R
S
= 0,9⋅0,062 = 0,056
0,056
5
D
н
м
1,4460,06220,06222,122
4
=
⋅
+
⋅
+
=
⋅
+
⋅+=
нSн
bRDD
1,446
6 b
к
/h
к
м
222,1
)75,1lg()75,1/11(
31,3
1,446
0,047
44,6
)/lg()/1(
)/(44,6
44
=
−
=
−
=
tg
DDDD
tgDb
h
b
внннвн
н
к
к
α
1,222
7
D
вн
м
0,826
75,1
1,446
===
внн
н
вн
DD
D
D
0,826
8
h
к
м
0,31)0,8261,446(5,0)(5,0
=
−
⋅
=
−
⋅=
вннк
DDh
0,31
9
b
к
м
b
к
= (b
к
/h
к
)⋅ h
к
= 1,222 ⋅ 0,31 = 0,380
0,380
10 F
8
м
2
0,1158
.
4
10,05630,310,38
4
13
22
8
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−⋅−⋅=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−−=
ππ
hкк
RhbF
0,1158
11 К
к-4
-
0,30523,4915
44
=
=
=
−
ССK
кк
0,305
12 Т
8
К
(
)
()
323,9
.
)305,01(0,112)1311,1(5,01323,3
)1()1(5,01
22
2
4
2
448
=−⋅⋅−⋅+⋅=
=−⋅⋅−⋅+=
−кC
KMkТТ
323,9
13
ρ
8
кг/м
3
[]
[]
50,11)305,01(112,0)1311,1(5,0149,89
)1()1(5,01
)1457,3(
22
)1(
2
4
2
448
=−⋅−⋅+=
=−⋅⋅−⋅+⋅=
−
−
−
σ
ρρ
кС
КMk
50,11
14 P
8
МПа
45,7109,32345911,50
3
888
=⋅⋅⋅==
−
RTР
ρ
7,45
15
η
п
-
821,0
305,1
323,9
lg
1311,1
311,1
6,062
7,45
lg
lg
1
lg
)2(0
8
)2(08
=
⋅
−
=
⋅
−
=
T
T
k
k
PP
п
η
0,821
Полученное в п.14 табл. 8.10 давление в сечении 8-8 совпадает с заданным
конечным давлением. Температура
Т
8
отличается от температуры Т
к
на 0,03 %.
Рассчитанный КПД концевой ступени выше заданного КПД на 0,1 %. Это дока-
зывает, что точность выполненных расчетов концевой ступени, а также всей
проточной части ЦБН следует признать хорошей.
87
Необходимость выполнения нагнетательного патрубка диффузорным от-
сутствует, он выполняется с постоянным сечением по длине. Диаметр нагнета-
тельного патрубка можно определить по формуле
0,601
1550,12
21344
=
⋅⋅
⋅
=
⋅⋅
⋅
=
ππρ
кк
к
С
G
D
м.
Оценка корректности задания КПД ступеней
Для того чтобы проверить правильность заданного в самом начале проек-
тирования проточной части ЦБН политропного КПД ступеней, необходимо
рассчитать потери напора в элементах ступени. Потери напора определяются
через коэффициенты потерь, которыми можно задаться на основании известных
из литературных источников [1, 3, 4, 8] экспериментальных исследований эле-
ментов ступеней.
Расчетная оценка КПД ступеней приведена в
табл. 8.11. Расхождение меж-
ду заданными КПД и полученными в п. 11 табл. 8.11 составили для первой сту-
пени 1,0%, для второй ступени – 0,1 %. В связи с тем что достоверно опреде-
лить потери в ступени расчетным путем затруднительно, расхождение между
рассчитанными и заданными КПД до 2 % следует считать удовлетворительным.
Таблица 8.11
Расчет КПД ступеней
№ ступени
№
п/п
Опреде-
ляемый
параметр
Размер-
ность
Способ определения
1 2
1 2 3 4 5 6
1
h
i
кДж/кг
Из п. 47 табл. 8.7
34,63 34,79
2 С
2
м/с
Из п. 50 табл. 8.7
157,3 157,3
3 С
4
м/с
Из п. 33 табл. 8.8
56,63 49,23
4 C
0
м/с
Из п. 20 табл. 8.7
62,53 60,70
5
ζ
2-4
-
Задается
0,15 0,15
6
42−
∆
η
-
0,0536
1063,342
4,157
15,0
2
3
2
)1(
2
)1(2
)1(42)1(42
=
=
⋅⋅
==∆
−−
i
h
С
ζη
0,0533
1079,342
3,157
15,0
3
2
)2(42
=
⋅⋅
⋅=∆
−
η
0,0536 0,0533
7
ζ
4-0′
,
ζ
4-к
-
Задается ζ
4-0′
= 0,5;
ζ
4-к
= 0,25
0,5 0,25
88
Окончание табл. 8.11
1 2 3 4 5 6
8
04
′
−
∆
η
к−
∆
4
η
-
0,0232
63,342
63,56
5,0
2
2
)1(
2
)1(4
0404
=
⋅
⋅=
⋅
⋅=∆
′
−
′
−
i
h
С
ζη
0,0087
79,342
23,49
25,0
2
2
)2(
2
)2(4
44
=
⋅
⋅=
⋅
=∆
−−
i
кк
h
С
ζη
0,0232 0,0087
9
η
*
п
-
η
*
п(1)
=
η
*
0-2(1)
- ∆
η
2-4(1)
- ∆
η
4-0′
.=
= 0,886-0,0536-0,0232=0,809
η
*
п(2)
=
η
*
0-2(2)
- ∆
η
2-4(2)
- ∆
η
4-к
.=
= 0,865-0,0533-0,0087=0,812
0,809 0,812
10
Ω′
0033,1
1063,342
53,627,60
1
2
1
3
22
)1(
2
)1(0
2
)2(0
)1(
=
⋅⋅
−
−=
⋅
−
−=Ω
′
−
i
h
СС
050,1
1079,342
7,6015
1
2
1
3
22
)2(
2
)2(0
2
)2(
=
⋅⋅
−
−=
⋅
−
−=Ω
′
−
i
к
h
СС
1,0033 1,050
11
η
п
-
81,0
0033,1
809,01
1
1
1
)1(
*
)1(
)1(
=
−
−=
Ω
′
−
−=
п
п
η
η
821,0
050,1
812,01
1
1
1
)2(
*
)2(
)2(
=
−
−=
Ω
′
−
−=
п
п
η
η
0,81 0,821
По данным газодинамического расчета (табл. 8.12) построим треугольники
скоростей в контрольных сечениях проточной части для первой ступени (рис.
8.1).
Таблица 8.12
Исходные данные для построения треугольников скоростей
Контрольные сечения проточной части
Параметры
1 2 3 4 5 6
R, м 0,209 0,411 0,452 0,60 0,60 0,209
U, м/с 116,0 228,2 - - - -
W, м/с 133,2 - - - -
С, м/с 65,66 157,3 125,2 56,63 56,63 58,9
α, град 90º 20,7º 16,8º 31,3º 31,3º 90º
С
r
, м/с 65,66 55,6 36,2 29,42 29,42 58,9
С
U
, м/с
0 147,14 119,9 48,39 48,39 0
89
R6
R5
R4
R3
R1
R2
α6
C6=Сr6
CU 5
С5
Сr5
α5
CU 4
С4
Сr4
α4
α3
Сr3
С3
CU3
CU2
С2
β2
WU2
W2
U2
Сr2
С1=Сr1
U1
W1
WU1
α2
β1
Рис. 8.1. Треугольники скоростей в контрольных сечениях проточной части
первой ступени
Описание конструкции спроектированного нагнетателя
Спроектированный центробежный нагнетатель представляет собой двух-
ступенчатую машину с последовательным расположением рабочих колес на ва-
лу.
Ротор нагнетателя состоит из вала, двух рабочих колес, разгрузочного
поршня (думмиса), втулок, упорного диска опорно-упорного подшипника, зуб-
чатой муфты. Все основные детали ротора изготовлены из легированной стали
30ХГСА.
Рабочие колеса обеих ступеней
закрытого типа, они представляют собой
сварную конструкцию, состоящую из диска с цельнофрезерованными лопатка-
ми и покрывающего диска. Рабочие колеса первой и второй ступеней имеют
одинаковые углы установки лопаток на входе – 30° , на выходе
– 45°. На вал на-
гнетателя рабочие колеса посажены с натягом и фиксируются на нем от прово-
рачивания при помощи шпонок.