Расчет и профилирование решеток профилей ступеней компрессора и турбины - Практическая работа

Целью данной работы является расчет параметров потока и построение решеток профилей для компрессора и турбины. Для достижения высоких значений КПД ступени компрессора необходимо установить взаимосвязь кинематических параметров потока в элементах ступени, расположенных на различных радиусах. Для получения инженерных результатов реальное течение обычно рассматривается как установившееся, осесимметричное (без радиальных составляющих скорости при движении по соосным цилиндрическим поверхностям), при постоянстве гидравлических потерь по радиусу.Исходными данными для профилирования рабочей лопатки компрессора является газодинамический и кинематические параметры профилируемой ступени на среднем радиусе, получаемые в результате газодинамического расчета многоступенчатого осевого компрессора. Закон постоянства степени реактивности ступени обеспечивает значительно более благоприятное распределение предварительной закрутки и менее сильное изменение числа по радиусу. При этом осевая составляющая скорости воздуха перед колесом в ступени с уменьшается к периферии и увеличивается к основанию лопаток. Ступени с постоянной степенью реактивности находят широкое применение в качестве первых ступеней дозвуковых осевых компрессоров. Для достижения высоких КПД ступени необходимо установить взаимосвязь кинематических параметров потока в элементах ступени, расположенных на различных радиусах, т.е. рассчитать поток в решетках по радиусу.Ниже представлены результаты расчета лопаток и решетки профилей рабочего колеса первой ступени дозвукового компрессора. На первом этапе расчета выбраны значения , , определена величина густоты решетки на среднем радиусе , посчитаны и уточнены значения , , , (таблица 1.4).Построение профилей лопаток состоит из зтапов построения средней линии и самого азродинамического профиля. Из одинаковых профилей, расположенных с заданой густотой под углами установки к фронту решетки, составляют решетки профилей. Существуют аналитические и графоаналитические методы построения профилей лопаток и решеток профилей. При выбранной дуге средней линии пера профиля в виде дуги окружности разбивают хорду на равное число участков, например через 10% всей длины хорды, совпадающей с осью абсцисс. Эскиз исходного аэродинамического профиля А-40 и его координаты (в процентах от длины хорды b, - в процентах от величины максимальной толщины профиля ) представлены в таблице 1.7.В этой части расчетно-графической работы были получены планы скоростей и решетки профилей первой ступени дозвукового осевого компрессора высокого давления в трех сечениях (втулочном, среднем и периферийном) при расчете на инженерном калькуляторе и в пяти сечениях при расчете на ЭВМ. Рассчитанная и построенная решетка профилей первой ступени осевого компрессора высокого давления удовлетворяет требованиям и сможет обеспечить требуемые параметры.Применение закона профилирования и значительно упрощает технологию изготовления лопаток СА и РК, позволяет создать хорошую конструктивную базу для их монтажа в статоре и роторе.Исходными данными для определения параметров потока по радиусу являются данные расчета ступеней турбины на среднем радиусе, а так же заложенные в техническом задании параметры ГТД: - средний диаметр проточной части на входе и на выходе из рабочего колеса и ; расходные , и окружные , составляющие абсолютной скорости на входе и на выходе из РК; Исходные данные газодинамического расчета ступени турбины КВД размещаются в файле исходных данных oct.dat (таблица 2.1). Результаты расчета, получаемые по программе oct.exe, заносятся в файл oct.rez (таблица 2.2). Приведенная в таблице схема печати дает достаточно полное представление об объеме результатов, получаемых в ходе выполнения поступенчатого газодинамического расчета турбины.Таблица 2.3 - профилирование решетки рабочего колеса турбины Данные построения содержатся в файле GFRT.dat , построение профилей осуществляется с помощью графической программы GFRT.exe Полученные профили изображены на рисунках 2.9-2.14 Рисунок 2.9 - Решетка профилей в сечении 1 (периферийное) Рисунок 2.10 - Решетка профилей в сечении 2Исходными данными для определения геометрических параметров решеток профилей являются треугольники скоростей на трех радиусах (втулочной, среднем и периферийном) и конструктивные параметры (рекомендуемые величины хорды и шага решетки), полученные в результате газодинамического расчета турбины на среднем радиусе в таблице 2.2. В целях удобства вычислений и графических построений вычисляем в миллиметрах следующие геометрические параметры решетки: 1) Радиусы расположения сечений: Учитывая, что находим радиусы среднего, втулочного и периферийного сечений: 2) Шаг решетки: TCP=0,0180 м; 3) Хорда профиля лопатки: Принимаем хорду профиля постоянной по высоте лопатки: 4) Угол установки профиля лопатки в решетке: град град 5) Геометрический угол решетки на входе: Согласно графику обобщенной зависимости для выбора геометрических углов решетки на входе (рис.2.2, стр.17 [2]) определяем углы : л1вт=34 град л1ср=

Содержание решетка профиль компрессор турбина

Введение

1 Расчет и построение решеток профилей дозвукового осевого компрессора

1.1 Расчет кинематических параметров потока по радиусу в первой ступени дозвукового компрессора

1.2 Расчет лопаток и решеток профилей рабочего колеса на инженерном калькуляторе

1.3 Построение профилей лопаток и решеток профилей

2 Расчет и построение решеток профилей осевой газовой турбины

2.1 Выбор закона профилирования

2.2 Расчет кинематических параметров ступени турбины на ЭВМ

2.3 Профилирование решеток рабочего колеса турбины на ЭВМ

2.4 Расчет геометрических параметров решеток профилей на инженерном калькуляторе

Выводы

Перечень ссылок

В этой части расчетно-графической работы были получены планы скоростей и решетки профилей первой ступени дозвукового осевого компрессора высокого давления в трех сечениях (втулочном, среднем и периферийном) при расчете на инженерном калькуляторе и в пяти сечениях при расчете на ЭВМ.

В качестве исходного аэродинамического профиля использовали симметричный профиль А-40. При профилировании использовался закон «твердого тела» на входе при заданном Hr.

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. Построенные по результатам расчета на трех радиусах треугольники скоростей и решетки профилей осевого компрессора приведены на прилагаемом к записке чертеже.