Газодинамический расчет компрессора и турбины низкого давления двигателя РД-33

1. Титульный лист.docx

Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Уфимский государственный авиационный технический университет
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по __Теории и расчету лопаточных машин_
(обозначение документа)

Профили рабочего колеса I ступени компрессора.cdw

Треугольники скоростей I ступени турбины.cdw

Треугольники скоростей ступеней турбины на среднем даметре.cdw

Треугольники скоростей I ступени компрессора.cdw

Треугольники скоростей ступеней компессора на среднем диаметре.cdw

Профили рабочего колеса I ступени турбины.cdw

2. Пояснительная записка.docx

Формирование исходных данных для расчета компрессора4
Расчет компрессора по параметрам на среднем диаметре.5
Расчет ступени компрессора по радиусу18
Профилирование рабочего колеса компресора25
Формирование исходных данных для расчета турбины28
Расчет турбины по параметрам на среднем диаметре29
Расчет ступени турбины по радиусу31
Профилирование рабочего колеса турбины33
Формирование исходных данных для расчета компрессора
Исходные данные для расчета:
Расход воздуха через двигатель Gв = 77 кгс.
Полное давление воздуха на входе в двигатель
Полная температура на входе в двигатель
Степень повышения давления в компрессоре
Изоэнтропический КПД компрессора
Частота вращения ротора низкого давления nНД = 11000 обмин.
Количество ступеней компрессора z = 4.
Расчет компрессора по параметрам на среднем диаметре
1 Геометрические параметры компрессора
По чертежу двигателя РД-33 замеряются диаметры на входе в рабочие колеса всех ступеней Dк1 на выходе из них Dк2 на выходе из направляющего аппарата Dк3 а также диаметры втулок тех же сечений. Относительный диаметр втулки определяется по формуле
Средние диаметры рассчитываются по формуле
Для определения типа проточной части рассчитываются параметры Dк2Dк1 Dср2Dср1 Dвт2Dвт1. Наиболее близкие к 1 из полученных параметров определят тип проточной части (ПЧ). Результаты расчета заносятся в таблицу 1.
Таблица 1 – расчет геометрических параметров компрессора
По данным таблицы 1 в программном комплексе MS Office Excel строится график проточной части компрессора (рисунок 1).
Затраченная работа компрессора рассчитывается по формуле
Далее производится распределение затраченного напора по ступеням с соблюдение условия
где z – число ступеней - затраченный напор в i-й ступени. При распределении затраченного напора по ступеням вводится коэффициент xi при этом
где - средний затраченный напор на одну ступень при этом равенство (1) можно переписать в виде
По рекомендации [4] принимаются следующие коэффициенты: для первой ступени x1 = 075 для второй x2 = 115 для третьей x3 = 115 для четвертой x4 = 095. Проверка соблюдения условия (2)
Результаты расчета заносятся в таблицу 2.
Далее вычисляется полная температура на выходе из рабочего колеса каждой ступени по формуле
Температура на выходе из ступени
Результаты расчета также заносятся в таблицу 2.
В соответствии с рекомендациями [4] принимаются следующие распределения КПД по ступеням:
Далее рассчитываются степени повышения давления в каждой ступени по формуле
Результаты заносятся в таблицу 2.
Общий КПД компрессора вычисляется по формуле
Таблица 2 – распределение параметров компрессора по тракту
Общая степень повышения давления рассчитывается по формуле
Обе полученные погрешности менее 1% значит подбор параметров произведен верно.
Далее производится распределение осевых скоростей по тракту компрессора. Осевая скорость на входе в компрессор рассчитывается по следующей зависимости
Значение приведенной скорости на входе в компрессор находится через приведенную плотность тока . Приведенная плотность тока находится по зависимости
где площадь на входе в компрессор находится по формуле
Полученное значение подставляется в формулу (4) и вычисляется
По таблице газодинамических функций [3] находится значение . Полученное значение подставляется в формулу (3) и вычисляется
Осевая скорость на выходе из компрессора рассчитывается по следующей зависимости
Подставляется полученное значение в формулу (6) и вычисляется
По таблице газодинамических функций [3] находится значение . Полученное значение подставляется в формулу (5) и вычисляется
В первом приближении задается линейный закон изменения осевых скоростей. Тогда падение осевой скорости в ступени рассчитывается как
Вычисляются осевые скорости во всех сечениях:
После проведения всех необходимых расчетов составляется таблица исходных данных (таблица 3).
Таблица 3 – исходные данные
Затраченный напор Джкг
Степень повышения давления в ступени
Полная температура на входе в ступень К
Полная температура на выходе из ступени К
Осевая скорость на входе в ступень мс
Осевая скорость за РК мс
Число лопаток z в ступенях компрессора находится из [1].
Шаг решетки вычисляется по формуле
На чертеже компрессора измеряется ширина S рабочих колес и направляющих аппаратов и заносится в таблицу 4.
Задается в первом приближении угол установки лопаток рабочего колеса 40° а лопаток направляющего аппарата – 70° и находятся хорды лопаток на среднем диаметре по формуле
Далее рассчитывается густота решеток (bt)(i) и удлинение лопаток hb(i) где
Полученные значения также заносятся в таблицу 4.
В соответствии с рекомендациями [4] определяются такие параметры как степень реактивности на среднем диаметре ρ коэффициент учитывающий потери затрачиваемой работы KH и коэффициент восстановления полного давления в направляющем аппарате НА. Выбранные значения заносятся в таблицу 4.
Таблица 4 – дополнительные параметры
Все полученные значения заносятся в программный комплекс TURBOCOM после чего производится расчет компрессора и дальнейшая обработка результатов.
2 Обработка результатов расчета компрессора в ПК TURBOCOM
Схема полученной в ПК TURBOCOM проточной части компрессора приводится на рисунке 2.
Рисунок 2 – Проточная часть компрессора
Тип ступени определяется по приведенной скорости: для рабочего колеса – скорости в относительном движении на входе в рабочее колесо W1 для направляющего аппарата – скорости в абсолютном движении на входе d направляющий аппарат C2. Для этого в таблицу 5 заносятся соответствующие скорости полученные в результате расчета в ПК TURBOCOM. Значение приведенной скорости определяется по формуле
Полученные значения заносятся в таблицу 5.
Таблица 5 – определение типа ступеней
В соответствии с рекомендациями [2] принимается что рабочие колеса первых двух ступеней – сверхзвуковые (λ > 09).
Далее проводится уточнение угла установки лопаток РК всех ступеней. Для этого в созданной модели в ПК TURBOCOM к каждой ступени поочередно подцепляется элемент «Профилирование» в который вносятся входные данные: относительная максимальная толщина профиля (в соответствии с рекомендацией ПК TURBOCOM на данном радиусе и для данного типа профиля) тип ступени и угол атаки – для сверхзвуковых ступеней (в соответствии с рекомендацией ПК TURBOCOM на данном радиусе и для данного типа профиля) i = 1° для дозвуковых ступеней i = 35°. Далее производится расчет и в выходных параметрах элемента «Профилирование» берутся значение углов установки профиля для каждой ступени. Затем с учетом этих углов пересчитываются удлинения лопаток и густоты решеток РК всех ступеней и заново заносятся на входные параметры каждой ступени. Все полученные значения заносятся в таблицу 6.
Таблица 6 – уточнение угла установки профиля лопаток РК
Треугольники скоростей ступеней полученные в результате расчета модели компрессора в ПК TURBOCOM приводятся на рисунке 3.
Рисунок 3 – Треугольники скоростей компрессора на среднем диаметре
а – первая ступень; б – вторая ступень; в – третья ступень; г – четвертая ступень
График изменения давления по ступеням компрессора полученный в ПК TURBOCOM приводится на рисунке 4.
Рисунок 4 – График изменения давления по ступеням компрессора
График изменения скоростей по ступеням компрессора полученный в ПК TURBOCOM приводится на рисунке 5.
Рисунок 5 – График изменения скорости по ступеням компрессора
График изменения температуры по ступеням компрессора полученный в ПК TURBOCOM приводится на рисунке 6.
Рисунок 6 – График изменения температуры по ступеням компрессора
Расчет ступени компрессора по радиусу
Выбираются несколько сечений на конкретных радиусах и для каждого рассчитывается относительная высота лопатки. Для концевого сечения:
для втулочного сечения
После расчета необходимых относительных высот данные заносятся во входные параметры ступени. Задаются различные значения основного закона закрутки (от -1 до 1) и подбирается для обеспечения равенства параметра S чертежному значению парусность.
После проводится расчет основных параметров компрессора по заданной высоте пера лопатки.
Окружная скорость определяется по формуле
Окружная составляющая абсолютной скорости потока на входе в РК
Окружная составляющая абсолютной скорости потока на выходе из РК
Осевая составляющая абсолютной скорости потока на входе
Осевая составляющая абсолютной скорости потока на выходе
Степень реактивности
Абсолютная скорость воздуха на входе в РК и на выходе из РК
Угол входа потока в РК в относительном движении
Угол выхода потока из РК в относительном движении
Угол отклонения потока в решетке РК
Относительная скорость потока на входе в РК
Относительная скорость потока на выходе из РК
Приведенная относительная скорость потока на входе в РК рассчитывается по формуле (7). Приведенная абсолютная скорость потока на входе в НА рассчитывается по формуле (8). Число маха через приведенную скорость вычисляется по формуле
Все полученные значения заносятся в таблицу 7.
Таблица 7 – выбор закона закрутки
Продолжение таблицы 7
В соответствии с рекомендациями [5] закон закрутки выбирается так чтобы значение c1U ≥ 0 или же менее отрицательное; ρ > 0; Δ должно иметь как можно большее значение но меньше чем 35°. В соответствии с этим на втулочном среднем и концевом диаметрах закон закрутки должен равняться единице.
Для обеспечения равенства ширины лопатки S значению на чертеже при выбранном законе закрутки на втулочном сечении подбирается значение парусности равное 115. Затем по результатам расчета ПК TURBOCOM определяется расчетный угол установки профиля γ = 5591° и расчетная хорда b = 7906 мм. Тогда расчетное значение ширины лопатки на концевом диаметре
Рассчитывается относительная погрешность подбора
На концевом сечении при заданной парусности меняется закон закрутки для соответствия ширины лопатки чертежному значению. Методом подбора определяется значение m = 0. По результатам расчета ПК TURBOCOM определяется расчетный угол установки профиля γ = 3031° и расчетная хорда b = 8898 мм. Тогда расчетное значение ширины лопатки на концевом диаметре
Обе погрешности составляют менее 3 % значит выбор парусности и закона закрутки по сечениям произведен верно.
Профилирование рабочего колеса компрессора
В результате расчета в ПК TURBOCOM рисуются профили рабочего колеса первой ступени компрессора на трех сечениях: втулочном (рис. 7 а) среднем (рис. 7 б) и концевом (рис. 7 в) а также треугольники скоростей на тех же сечениях (рис. 8).
Рисунок 7 – Профили рабочего колеса первой ступени компрессора
а – втулочное сечение; б – среднее сечение; в – концевое сечение
Рисунок – 8 Треугольники скоростей первой ступени компрессора
Формирование исходных данных для расчета турбины
Расход воздуха на выходе из турбины высокого давления GТВД = 5054 кгс.
Расход воздуха на выходе из соплового аппарата турбины низкого давления GСА ТНД = 526 кгс.
Расход воздуха на выходе из турбины низкого давления GСА ТНД = 526 кгс.
Полное давление на выходе из турбины высокого давления
Полная температура на выходе из турбины высокого давления
Степень понижения давления в турбине низкого давления
Изоэнтропический КПД турбины низкого давления
Количество ступеней турбины z = 1.
Расчет турбины по параметрам на среднем диаметре
Рассчитываются необходимые параметры для создания модели турбокомпрессора в ПК TURBOCOM.
Полная изоэнтропическая температура за ступенью рассчитывается как
Полная температура за ступенью тогда
Угол потока в абсолютном движении за РК принимается равным 90°.
По чертежу двигателя находятся следующие размеры:
средний диаметр на входе в СА
средний диаметр на входе в РК
высота лопатки СА на входе
высота лопатки РК на входе
высота лопатки РК на выходе
ширина РК на среднем диаметре
ширина СА на среднем диаметре
Степень реактивности принимается равной ρ = 03.
Угол потока на входе в СА принимается равным 90°.
В соответствии с рекомендациями в ПК TURBOCOM коэффициент скорости в СА принимается равным 097 а в РК – 096.
Далее все исходные и полученные данные заносятся ПК TURBOCOM и создается таким образом модель турбокомпрессора. Проводится расчет в программе.
По результатам расчета строится схема проточной части турбины (рисунок 9) и турбокомпрессора (рисунок 10).
Рисунок 9 – Проточная часть турбины
Рисунок 10 – Проточная часть турбокомпрессора
Расчет ступени турбины по радиусу
Помимо среднего выбираются еще два характерных сечения: втулочное и концевое и для каждого рассчитывается относительная высота лопатки. Для концевого сечения:
После расчета необходимых относительных высот данные заносятся во входные параметры ступени и производится расчет.
В результате расчета в ПК TURBOCOM рисуются треугольники скоростей на трех сечениях: втулочном (рис. 11 а) среднем (рис. 11 б) и концевом (рис. 11 в).
Рисунок 11 – Треугольники скоростей первой ступени турбины
Далее в ПК TURBOCOM составляется отчет содержащий в себе выходные данные всех сечений турбокомпрессора (приложение 1).
Профилирование рабочего колеса турбины
Исходные данные для профилирования берутся из расчета модели турбокомпрессора в ПК TURBOCOM на втулочном среднем и концевом диаметрах.
Угол потока в относительном движении на входе в РК
на втулочном диаметре
на среднем диаметре
на концевом диаметре
Угол потока в относительном движении на выходе в РК
Конструктивный угол на выходе из РК
Количество лопаток РК – 99.
Исходные данные заносятся в таблицу 8.
Далее в соответствии с рекомендациями [4] назначаются следующие величины:
а) максимальная толщина профиля
в) угол заострения входной кромки
на втулочном диаметре φ1 = 30°;
на среднем диаметре φ1 = 20°;
на концевом диаметре φ1 = 10°;
г) угол заострения выходной кромки
на втулочном диаметре φ2 = 10°;
на среднем диаметре φ2 = 8°;
на концевом диаметре φ2 = 6°;
д) угол отгиба профиля. Для определения данного параметра необходимо оценить значение числа Маха по абсолютной скорости на выходе из РК которое определяется по формуле (значение скорости находится по результатам расчета модели турбокомпрессора в ПК TURBOCOM c2 = 29765 мс)
Полученное значение значительно меньше 08 поэтому для всех сечений угол отгиба профиля принимается равным л = 16°;
е) радиус входной кромки РК с неохлаждаемыми лопатками (значение хорды находится по результатам расчета модели турбокомпрессора в ПК TURBOCOM b = 2543 мм)
. Принимается линейный закон изменения радиуса входной кромки РК по высоте лопатки тогда
ж) Радиус выходной кромки РК с неохлаждаемыми лопатками
Принимается линейный закон изменения радиуса входной кромки РК по высоте лопатки тогда
Выбранные значения заносятся в таблицу 8.
Далее рассчитываются величины:
б) оптимальный относительный шаг решетки
в) входной конструктивный угол
г) угол установки профиля
Полученные результаты заносятся в таблицу 8.
Таблица 8 – исходные данные для профилирования рабочего колеса турбины
Угол потока в относительном
движении на входе в РК
движении на выходе из РК
Продолжение таблицы 8
Количество лопаток РК шт
Максимальная толщина профиля
Угол заострения входной кромки
Угол заострения выходной кромки
Радиус входной кромки РК мм
Радиус выходной кромки РК мм
Оптимальный относительный шаг
Входной конструктивный угол
Угол установки профиля
По данным таблицы 8 в соответствии с методикой [4] строятся профили рабочего колеса турбины на выбранных сечениях.
Проведен термогазодинамический расчет компрессора и турбины низкого давления двигателя типа РД-33. Спрофилированы рабочие лопатки первой ступени по высоте в трех сечениях компрессора и турбины а также построены треугольники скоростей для рабочих лопаток турбины и компрессора по среднему диаметру. Произведено построение проточной части турбины и компрессора. Результат построения профилей является удовлетворительным.
На диаграмму Смита наносятся данные ступеней компрессора (рисунок 12) и турбины (рисунок 13).
Рисунок 12 – Диаграмма Смита для компрессора
Рисунок 13 – Диаграмма Смита для турбины
Для улучшения узлов рассматриваемого двигателя даются следующие рекомендации:
как видно из треугольников скоростей ступеней компрессора (см. рис. 3 8) все ступени не сильно нагружены (Δ 20 °). Увеличение загрузки ступеней дает увеличение что в свою очередь как видно из рисунка12 ведет к увеличению КПД ступеней а значит и компрессора в целом;
как видно из рисунка 13 КПД данной одноступенчатой турбины лежит в области максимальных КПД как видно из рисунка 11 а закрутка потока равна максимально допустимой (Δ = 110 °) значит она максимально нагружена. Следовательно улучшение турбины можно добиться применением другого материала с меньшей плотностью что ведет к снижению ее массы. Например вместо ЖС6У ( можно применить сплав ВЖЛ12У ( способный работать при той же температуре.
Абдельвахид М. Б. Фёдоров Р. М. Федечкин К. С. Расчёт влияния радиального зазора на характеристику КНД двигателя РД-33 М. Б. Абдельвахид Р. М. Фёдоров К. С. Федечкин Вестник СГАУ. –2012. –№3(34). – С. 23–27.
Белоусов А.Н. Мусаткин Н.Ф. и др. Проектный термогазодинамический расчет основных параметров авиационных лопаточных машин. СГАУ Самара 2006 с316.
Гидрогазодинамика [Электронный ресурс] : метод. указания по самостоятельной работе сост. : Е. Б. Истягина А. С. Криволуцкий. – Электрон. дан. – Красноярск : ИПК СФУ 2009.
Расчет осевого компрессора в системе имитационного моделирования COMPRESSOR. Лабораторный практикум Уфимск. авиац. техн. ун-т. Сост.: А. Б. Михайлова Д. А. Ахмедзянов И. А. Кривошеев З. Н. Бакирова. – Уфа 2013.
Холщевников К. В. Теория и расчет авиационных лопаточных машин: Учебное пособие. М.: Машиностроение 1970. 610 с.
Отчет ПК TURBOCOM по результатам
расчета модели турбокомпрессора двигателя РД-33
Расчёт модели Модель.mds 13.12.2015
Результаты расчёта элемента модели "Начальные условия":
Результаты расчёта элемента модели "Входное сечение":
Расход воздуха [кгс] 77
Полное давление воздуха на входе [Па] 101325
Угол потока на входе в компрессор [град.] 90
Угол потока на выходе из компрессора [град.] 90
Осевая скорость на входе [мс] 219.401464115558
Полная температура воздуха на входе [K] 288
Число ступеней компрессора 4
Число ступеней турбины 1
Результаты расчёта элемента модели "Вращение каскада":
Результаты расчёта элемента модели "Осевая ступень компрессора":
-1~~~~~~~~~~~~~~~~~ Газодинамические параметры~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-1 Теоретический напор ступени [Джкг] 25052
-2 Коэф-т теоретического напора ступени на среднем диаметре 0.2863967409532
-3 Степень повышения полного давления в ступени 1.2749177217031
-31 Степень повышения полного давления в РК 1.30093645071745
-4 Число Маха по абсолютной скорости на входе в НА 0.622117589533267
-41 Число Маха по относительной скорости на входе в РК 1.13011784281424
-5 Степень реактивности в среднем сечении ступени 0.856801629523354
-6 Полная температура воздуха на входе в ступень [К] 288
-61 Полная температура воздуха на выходе из ступени [К] 312.991690611632
-7 Статическая температура на входе в ступень [K] 279.975708665095
-71 Статическая температура за РК [K] 304.826398405422
-72 Статическая температура на выходе из ступени [K] 304.298249291927
-8 Полное давление воздуха на входе в ступень [Па] 101325
-81 Полое давление воздуха за РК [Па] 131817.385868945
-82 Полное давление воздуха на выходе из ступени [Па] 129181.038151566
-9 Статическое давление на входе в ступень [Па] 91803.5428102758
-91 Статическая температура за РК [Па] 120177.524379344
-92 Статическое давление на выходе из ступени [Па] 117061.871658718
-93 Окружная скорость на периферии на входе в ступень [мс] 422.753648998592
-94 Коэффициент расхода на среднем диаметре 0.741826520964
-0************ Кинематические параметры **************
-1 Относительная скорость перед РК [мс] 368.252718770704
-2 Относительная скорость за РК [мс] 297.186526747917
-3 Окружная составляющая абс. скорости перед РК [мс] 0
-4 Окружная составляющая абс. скорости за РК [мс] 84.7042570025961
-5 Осевая составляющая абс. скорости перед РК [мс] 219.401464115558
-6 Осевая составляющая абс. скорости за РК [мс] 195.03267295779
-7 Осевая составляющая абс.скорости за НА [мс] 243.867225344842
-8 Окружная скорость за РК [мс] 308.940935892179
-8 Окружная скорость перед РК [мс] 295.758452839415
-91 Абсолютная скорость на входе в ступень [мс] 219.401464115558
-92 Абсолютная скорость на выходе из РК [мс] 212.632440317611
-93 Угол входа потока в РК в отн. движении [град.] 36.5690041690865
-94 Угол выхода потока из РК в отн. движении [град.] 41.015525493126
-95 Угол поворота потока в РК [град.] 4.44652132403947
-96 Угол входа потока в РК по абс. скорости [град.] 90
-97 Угол выхода потока из РК по абс. скорости [град.] 66.524306444903
-0************ Геометрические параметры ************
-1 Площадь на входе в РК [м2] 0.355706430675115
-1 Площадь на выходе из РК [м2] 0.324209865058233
-11 Наружный диаметр на входе в РК [м] 0.733999995799222
-11 Наружный диаметр на выходе из РК [м] 0.728788595829047
-11 Относительная высота лопатки на среднем диаметре 0.5
-2 Средний диаметр на входе в РК [м] 0.513506397061136
-2 Средний диаметр на выходе из РК [м] 0.536394295316473
-3 Диаметр втулки на входе в РК [м] 0.293012798323049
-3 Диаметр втулки на выходе из РК [м] 0.343999994803898
-4 Высота лопатки РК по входной кромке [м] 0.220493598738086
-4 Высота лопатки РК по выходной кромке [м] 0.192394300512575
-51 Густота решетки РК 1.448
-52 Густота решетки НА 1.172
-61 Удлинение лопатки РК 2.64295472972431
-62 Удлинение лопатки НА 4.09147458674879
-71 Хорда лопатки РК [м] 0.0834269298139233
-72 Хорда лопатки НА [м] 0.0470232177747576
-81 Число лопаток РК 28
-82 Число лопаток НА 42
-93 Густота решетки НА предыдущей ступени 0
-94 Удлинение лопатки НА предыдущей ступени 0
-95 Хорда лопатки НА предыдущей ступени [м] 0
-96 Число лопаток НА предыдущей ступени 0
-97 Угол поворота потока в НА пред. ступени [град.] 0
-0***************Данные для НА последней ступени**********************
-1 Угол поворота потока в НА последн. ступени [град.] Неизвестно
-2 Густота решетки НА-1 Неизвестно
-3 Густота решетки НА-2 Неизвестно
-4 Удлинение лопатки НА-1 Неизвестно
-5 Удлинение лопатки НА-2 Неизвестно
-6 Число лопаток НА-1 Неизвестно
-7 Число лопаток НА-2 Неизвестно
-0****Параметры на расчетном радиусе****
-1 Расчетный радиус [м] 0.361928645128635
-2 Степень реактивности 0.856801629523354
-31 Осевая скорость на входе в РК [мс] 218.969911431643
-32 Осевая скорость на выходе из РК [мс] 190.369922863171
-41 Окружная составляющая абс. скорости перед РК [мс] 29.656381367668
-42 Окружная составляющая абс. скорости за РК [мс] 89.7458194579915
-5 Окружная скорость на входе в РК [мс] 416.91186997527
-61 Абсолютная скорость перед РК [мс] 220.969054548835
-62 Абсолютная скорость за РК [мс] 210.463820266373
-71 Относительная скорость на входе в РК [мс] 444.875977738846
-72 Относительная скорость на выходе из РК [мс] 378.521243977143
-81 Угол входа потока в РК в отн. движении [град.] 29.4855733160748
-82 Угол выхода потока из РК в отн. движении [град.] 30.194078220923
-91 Угол входа потока в РК по абс. скорости [град.] 82.2870268996225
-92 Угол выхода потока из РК по абс. скорости [град.] 64.7594710603444
-0*******************Масса**********************
-1лопаток [кг] 10.6982744862601
-2диска [кг] 12.2257884983574
-3крепежных элементов [кг] 1.92479482461433
-4корпуса [кг] 8.03605053696696
-5ступени [кг] 32.8849083461987
-6 масса компрессора [кг] смотри в последней ступени
Результаты расчёта элемента модели "Осевая ступень компрессора 2":
-1 Теоретический напор ступени [Джкг] 38413.07
-2 Коэф-т теоретического напора ступени на среднем диаметре 0.3891167171886
-3 Степень повышения полного давления в ступени 1.42129185104296
-31 Степень повышения полного давления в РК 1.4502978071867
-4 Число Маха по абсолютной скорости на входе в НА 0.808457913555893
-41 Число Маха по относительной скорости на входе в РК 1.03808448793067
-5 Степень реактивности в среднем сечении ступени 0.6
-6 Полная температура воздуха на входе в ступень [К] 312.991690611632
-61 Полная температура воздуха на выходе из ступени [К] 351.257140208138
-7 Статическая температура на входе в ступень [K] 302.416521832918
-71 Статическая температура за РК [K] 336.14878398606
-72 Статическая температура на выходе из ступени [K] 339.475783693992
-8 Полное давление воздуха на входе в ступень [Па] 129181.038151566
-81 Полое давление воздуха за РК [Па] 187350.976361318
-82 Полное давление воздуха на выходе из ступени [Па] 183603.956834091
-9 Статическое давление на входе в ступень [Па] 114549.721424904
-91 Статическая температура за РК [Па] 160566.191457651
-92 Статическое давление на выходе из ступени [Па] 162888.189880883
-93 Окружная скорость на периферии на входе в ступень [мс] 410.659016031792
-94 Коэффициент расхода на среднем диаметре 0.776164674463251
-1 Относительная скорость перед РК [мс] 348.990780727476
-2 Относительная скорость за РК [мс] 253.812263558884
-3 Окружная составляющая абс. скорости перед РК [мс] 64.5487803146194
-4 Окружная составляющая абс. скорости за РК [мс] 186.80739021812
-5 Осевая составляющая абс. скорости перед РК [мс] 243.867225344842
-6 Осевая составляющая абс. скорости за РК [мс] 216.129068768999
-7 Осевая составляющая абс.скорости за НА [мс] 230.158636552818
-8 Окружная скорость за РК [мс] 319.882146524228
-8 Окружная скорость перед РК [мс] 314.195213165924
-91 Абсолютная скорость на входе в ступень [мс] 252.265274339329
-92 Абсолютная скорость на выходе из РК [мс] 285.672496763444
-93 Угол входа потока в РК в отн. движении [град.] 44.3290782151426
-94 Угол выхода потока из РК в отн. движении [град.] 58.3786069302266
-95 Угол поворота потока в РК [град.] 14.049528715084
-96 Угол входа потока в РК по абс. скорости [град.] 75.1744660712734
-97 Угол выхода потока из РК по абс. скорости [град.] 49.1620764274256
-1 Площадь на входе в РК [м2] 0.287032584130962
-1 Площадь на выходе из РК [м2] 0.260657378119564
-11 Наружный диаметр на входе в РК [м] 0.713000861745967
-11 Наружный диаметр на выходе из РК [м] 0.704780791649405
-2 Средний диаметр на входе в РК [м] 0.54551695932184
-2 Средний диаметр на выходе из РК [м] 0.555390816285565
-3 Диаметр втулки на входе в РК [м] 0.378033056897712
-3 Диаметр втулки на выходе из РК [м] 0.406000840921725
-4 Высота лопатки РК по входной кромке [м] 0.167483902424128
-4 Высота лопатки РК по выходной кромке [м] 0.14938997536384
-51 Густота решетки РК 1.826
-52 Густота решетки НА 1.41
-61 Удлинение лопатки РК 2.24782998042624
-62 Удлинение лопатки НА 4.1291692914591
-71 Хорда лопатки РК [м] 0.0745091505507764
-72 Хорда лопатки НА [м] 0.0361791839518044
-81 Число лопаток РК 42
-82 Число лопаток НА 68
-93 Густота решетки НА предыдущей ступени 0.489410248568996
-94 Удлинение лопатки НА предыдущей ступени 4.19911360927956
-95 Хорда лопатки НА предыдущей ступени [м] 0.0458178364327666
-96 Число лопаток НА предыдущей ступени 18
-97 Угол поворота потока в НА пред. ступени [град.] 8.65015962637032
-1 Угол поворота потока в НА последн ступени [град.] Неизвестно
-1 Расчетный радиус [м] 0.27275847966092
-2 Степень реактивности 0.6
-31 Осевая скорость на входе в РК [мс] 243.867225344842
-32 Осевая скорость на выходе из РК [мс] 216.129068768999
-41 Окружная составляющая абс. скорости перед РК [мс] 64.5487803146194
-42 Окружная составляющая абс. скорости за РК [мс] 186.80739021812
-5 Окружная скорость на входе в РК [мс] 314.195213165924
-61 Абсолютная скорость перед РК [мс] 252.265274339329
-62 Абсолютная скорость за РК [мс] 285.672496763444
-71 Относительная скорость на входе в РК [мс] 348.990780727476
-72 Относительная скорость на выходе из РК [мс] 250.877324209136
-81 Угол входа потока в РК в отн. движении [град.] 44.3290782151426
-82 Угол выхода потока из РК в отн. движении [град.] 59.4846369515732
-91 Угол входа потока в РК по абс. скорости [град.] 75.1744660712734
-92 Угол выхода потока из РК по абс. скорости [град.] 49.1620764274256
-1лопаток [кг] 21.1253059096685
-2диска [кг] 10.9790204587191
-3крепежных элементов [кг] 2.21784392796152
-4корпуса [кг] 6.97172113655702
-5ступени [кг] 41.2938914329061
Результаты расчёта элемента модели "Осевая ступень компрессора 3":
-1 Теоретический напор ступени [Джкг] 38801.0808080808
-2 Коэф-т теоретического напора ступени на среднем диаметре 0.3774888381070
-3 Степень повышения полного давления в ступени 1.37023817769631
-31 Степень повышения полного давления в РК 1.39820222213909
-4 Число Маха по абсолютной скорости на входе в НА 0.840631936000992
-41 Число Маха по относительной скорости на входе в РК 0.889803042401491
-5 Степень реактивности в среднем сечении ступени 0.5
-6 Полная температура воздуха на входе в ступень [К] 351.257140208138
-61 Полная температура воздуха на выходе из ступени [К] 389.393303167159
-7 Статическая температура на входе в ступень [K] 340.875812076767
-71 Статическая температура за РК [K] 371.861060469886
-72 Статическая температура на выходе из ступени [K] 377.99871374647
-8 Полное давление воздуха на входе в ступень [Па] 183603.956834091
-81 Полое давление воздуха за РК [Па] 256715.460438956
-82 Полное давление воздуха на выходе из ступени [Па] 251581.151230177
-9 Статическое давление на входе в ступень [Па] 165257.71936215
-91 Статическая температура за РК [Па] 218232.407597769
-92 Статическое давление на выходе из ступени [Па] 226573.250282162
-93 Окружная скорость на периферии на входе в ступень [мс] 397.009073733449
-94 Коэффициент расхода на среднем диаметре 0.717889203464669
-1 Относительная скорость перед РК [мс] 318.954733339148
-2 Относительная скорость за РК [мс] 241.490272256593
-3 Окружная составляющая абс. скорости перед РК [мс] 99.7899951473792
-4 Окружная составляющая абс. скорости за РК [мс] 220.814682346068
-5 Осевая составляющая абс. скорости перед РК [мс] 230.158636552818
-6 Осевая составляющая абс. скорости за РК [мс] 219.247551334384
-7 Осевая составляющая абс.скорости за НА [мс] 204.881711318988
-8 Окружная скорость за РК [мс] 322.047398542167
-8 Окружная скорость перед РК [мс] 320.604677493447
-91 Абсолютная скорость на входе в ступень [мс] 250.860600954726
-92 Абсолютная скорость на выходе из РК [мс] 311.172962684289
-93 Угол входа потока в РК в отн. движении [град.] 46.1869716592754
-94 Угол выхода потока из РК в отн. движении [град.] 65.2159111037285
-95 Угол поворота потока в РК [град.] 19.0289394444532
-96 Угол входа потока в РК по абс. скорости [град.] 66.5598677806966
-97 Угол выхода потока из РК по абс. скорости [град.] 44.7959615561691
-1 Площадь на входе в РК [м2] 0.231982625974579
-1 Площадь на выходе из РК [м2] 0.212813529676571
-11 Наружный диаметр на входе в РК [м] 0.689301344040144
-11 Наружный диаметр на выходе из РК [м] 0.680299494524163
-2 Средний диаметр на входе в РК [м] 0.556645300379618
-2 Средний диаметр на выходе из РК [м] 0.559150204231326
-3 Диаметр втулки на входе в РК [м] 0.423989256719092
-3 Диаметр втулки на выходе из РК [м] 0.438000913938489
-4 Высота лопатки РК по входной кромке [м] 0.132656043660526
-4 Высота лопатки РК по выходной кромке [м] 0.121149290292837
-51 Густота решетки РК 1.668
-52 Густота решетки НА 1.434
-61 Удлинение лопатки РК 1.72816884525988
-62 Удлинение лопатки НА 3.65516473269609
-71 Хорда лопатки РК [м] 0.0767610433577612
-72 Хорда лопатки НА [м] 0.0331446868068996
-81 Число лопаток РК 38
-82 Число лопаток НА 76
-93 Густота решетки НА предыдущей ступени 0.633336035804598
-94 Удлинение лопатки НА предыдущей ступени 4.1908332721773
-95 Хорда лопатки НА предыдущей ступени [м] 0.0356468429215812
-96 Число лопаток НА предыдущей ступени 31
-97 Угол поворота потока в НА пред. ступени [град.] 17.3977913532711
-1 Расчетный радиус [м] 0.278322650189809
-2 Степень реактивности 0.5
-31 Осевая скорость на входе в РК [мс] 230.158636552818
-32 Осевая скорость на выходе из РК [мс] 219.247551334384
-41 Окружная составляющая абс. скорости перед РК [мс] 99.7899951473792
-42 Окружная составляющая абс. скорости за РК [мс] 220.814682346068
-5 Окружная скорость на входе в РК [мс] 320.604677493447
-61 Абсолютная скорость перед РК [мс] 250.860600954726
-62 Абсолютная скорость за РК [мс] 311.172962684289
-71 Относительная скорость на входе в РК [мс] 318.954733339148
-72 Относительная скорость на выходе из РК [мс] 240.88904478543
-81 Угол входа потока в РК в отн. движении [град.] 46.1869716592754
-82 Угол выхода потока из РК в отн. движении [град.] 65.5274592715623
-91 Угол входа потока в РК по абс. скорости [град.] 66.5598677806966
-92 Угол выхода потока из РК по абс. скорости [град.] 44.7959615561691
-1лопаток [кг] 16.0559135237201
-2диска [кг] 12.4779137885028
-3крепежных элементов [кг] 2.56263829785701
-4корпуса [кг] 6.94369018007102
-5ступени [кг] 38.040155790151
Результаты расчёта элемента модели "Осевая ступень компрессора 4":
-1~~~~~~~~~~~~~~~~~ Газодинамические параметры~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-1 Теоретический напор ступени [Джкг] 32380.1020408163
-2 Коэф-т теоретического напора ступени на среднем диаметре 0.3174608866726
-3 Степень повышения полного давления в ступени 1.25621036814638
-31 Степень повышения полного давления в РК 1.28184731443509
-4 Число Маха по абсолютной скорости на входе в НА 0.748045086237129
-41 Число Маха по относительной скорости на входе в РК 0.770058568787579
-6 Полная температура воздуха на входе в ступень [К] 389.393303167159
-61 Полная температура воздуха на выходе из ступени [К] 420.752770337525
-7 Статическая температура на входе в ступень [K] 380.596976648433
-71 Статическая температура за РК [K] 405.909770417596
-72 Статическая температура на выходе из ступени [K] 411.340904812847
-8 Полное давление воздуха на входе в ступень [Па] 251581.151230177
-81 Полое давление воздуха за РК [Па] 322488.623066889
-82 Полное давление воздуха на выходе из ступени [Па] 316038.850605551
-9 Статическое давление на входе в ступень [Па] 232111.336044316
-91 Статическая температура за РК [Па] 283974.369867274
-92 Статическое давление на выходе из ступени [Па] 291707.074760814
-93 Окружная скорость на периферии на входе в ступень [мс] 385.316895266524
-94 Коэффициент расхода на среднем диаметре 0.6415185206095
-1 Относительная скорость перед РК [мс] 293.659165131888
-2 Относительная скорость за РК [мс] 229.59450190655
-3 Окружная составляющая абс. скорости перед РК [мс] 108.991227133858
-4 Окружная составляющая абс. скорости за РК [мс] 210.378681507801
-5 Осевая составляющая абс. скорости перед РК [мс] 204.881711318988
-6 Осевая составляющая абс. скорости за РК [мс] 201.677685837448
-7 Осевая составляющая абс.скорости за НА [мс] 174.38
-8 Окружная скорость за РК [мс] 320.104459431534
-8 Окружная скорость перед РК [мс] 319.369908641659
-91 Абсолютная скорость на входе в ступень [мс] 232.068100404044
-92 Абсолютная скорость на выходе из РК [мс] 291.432802885517
-93 Угол входа потока в РК в отн. движении [град.] 44.2415968317675
-94 Угол выхода потока из РК в отн. движении [град.] 61.450933869405
-95 Угол поворота потока в РК [град.] 17.2093370376375
-96 Угол входа потока в РК по абс. скорости [град.] 61.9882962180628
-97 Угол выхода потока из РК по абс. скорости [град.] 43.7903202261751
-1 Площадь на входе в РК [м2] 0.199460180421164
-1 Площадь на выходе из РК [м2] 0.186434466742753
-11 Наружный диаметр на входе в РК [м] 0.66900096587443
-11 Наружный диаметр на выходе из РК [м] 0.662553361456534
-2 Средний диаметр на входе в РК [м] 0.554501450565022
-2 Средний диаметр на выходе из РК [м] 0.555776803901321
-3 Диаметр втулки на входе в РК [м] 0.440001935255613
-3 Диаметр втулки на выходе из РК [м] 0.449000246346109
-4 Высота лопатки РК по входной кромке [м] 0.114499515309409
-4 Высота лопатки РК по выходной кромке [м] 0.106776557555213
-51 Густота решетки РК 1.436
-52 Густота решетки НА 1.58
-61 Удлинение лопатки РК 1.69355136463127
-62 Удлинение лопатки НА 2.24489758212912
-71 Хорда лопатки РК [м] 0.0676091187434037
-72 Хорда лопатки НА [м] 0.0475641108998581
-81 Число лопаток РК 37
-82 Число лопаток НА 58
-93 Густота решетки НА предыдущей ступени 0.756184266324315
-94 Удлинение лопатки НА предыдущей ступени 3.64816832428833
-95 Хорда лопатки НА предыдущей ступени [м] 0.0332082512438541
-96 Число лопаток НА предыдущей ступени 40
-97 Угол поворота потока в НА пред. ступени [град.] 17.1923346618936
-1 Угол поворота потока в НА последн ступени [град.] 46.2096797738249
-2 Густота решетки НА-1 0
-3 Густота решетки НА-2 0
-4 Удлинение лопатки НА-1 2.24489758212912
-5 Удлинение лопатки НА-2 2.24489758212912
-6 Число лопаток НА-1 58
-7 Число лопаток НА-2 58
-1 Расчетный радиус [м] 0.277250725282511
-31 Осевая скорость на входе в РК [мс] 204.881711318988
-32 Осевая скорость на выходе из РК [мс] 201.677685837448
-41 Окружная составляющая абс. скорости перед РК [мс] 108.991227133858
-42 Окружная составляющая абс. скорости за РК [мс] 210.378681507801
-5 Окружная скорость на входе в РК [мс] 319.369908641659
-61 Абсолютная скорость перед РК [мс] 232.068100404044
-62 Абсолютная скорость за РК [мс] 291.432802885517
-71 Относительная скорость на входе в РК [мс] 293.659165131888
-72 Относительная скорость на выходе из РК [мс] 229.244359923843
-81 Угол входа потока в РК в отн. движении [град.] 44.2415968317675
-82 Угол выхода потока из РК в отн. движении [град.] 61.6121998426438
-91 Угол входа потока в РК по абс. скорости [град.] 61.9882962180628
-92 Угол выхода потока из РК по абс. скорости [град.] 43.7903202261751
-1лопаток [кг] 10.4710377875562
-2диска [кг] 12.01340503462
-3крепежных элементов [кг] 2.3423481853661
-4корпуса [кг] 5.93570570514952
-5ступени [кг] 30.7624967126918
-6 масса компрессора [кг] 142.981
Результаты расчёта элемента модели "Осевая ступень турбины":
**********Параметры перед СА (сечение "0")************
2 Приведенная скорость перед СА 0.265786358379638
3 Площадь сечения на входе в СА [м2] 0.166267718927968
**********************Параметры за СА (сечение "1")*********************
1 Изоэнтропическая скорость истечения из СА [мс] 548.741452025644
1 Приведенная изоэнтропическая скорость за СА 0.894858580511961
1 Приведенная скорость за СА 0.875350148092341
3 Уточненное значение коэффициента скорости в СА 0.978199424082787
4 Угол в абсолютном движении на входе в РК [град] 25.0856504023168
5 Угол отставания потока в косом срезе перед РК [град] 0.72225740622469
5 Эффективный угол выходной кромки СА [град] 24.3633929960921
7 Абсолютная скорость за СА [мс] 536.778572341837
7 Окружная скорость [мс] 332.175744212615
7 Окружная составляющая абсолютной скорости на входе в РК [мс] 486.14693
7 Окружная составляющая относительной скорости [мс] 153.971194870374
7 Осевая составляющая абсолютной скорости на входе в РК [мс] 227.57941327
7 Относительная скорость на входе в РК [мс] 274.771756546033
7 Угол в относительном движении на входе в РК [град] 55.9192786951905
******************Параметры на выходе из РК (сечение "2")****************
1 Изоэнтропическая относительная скорость за РК [мс] 553.656785575252
1 Приведенная изоэнтропическая относительная скорость за РК 0.939021828664
1 Приведенная относительная скорость за РК 0.901460955517477
2 Приведенная скорость за РК 0.500031748517731
3 Площадь сечения за РК [м2] 0.18885160847719
3 Уточненное коэффициента скорости в РК 0.971545255365789
4 Угол выхода потока из РК в относительном движении [град] 31.71590408620
5 Эффективный угол выходной кромки РК [град] 31.122141331182
6 Угол отставания потока в косом срезе за РК [град] 0.593762755026094
7 Относительная скорость за РК [мс] 537.902623126709
8 Абсолютная скорость за РК [мс] 310.50006028005
8 Осевая составляющая абсолютной скорости за РК [мс] 282.779603456657
*******************Расчет по радиусу********************
11 Окружная составляющая абсолютной скорости за СА мс 486.146939082989
12 Осевая составляющая абсолютной скорости за СА мс 227.579413272777
13 Окружная скорость за СА мс 332.175744212615
14 Относительная скорость за СА мс 274.771756546033
15 Абсолютная скорость за СА мс 536.778572341837
16 alfa1 град 25.0856504023168
17 beta1 град 55.9192786951905
18 Окружная составляющая абсолютной скорости за РК мс 128.241893711887
19 Осевая составляющая абсолютной скорости за РК мс 282.779603456657
20 Окружная скорость за РК мс 329.333157875818
21 Относительная скорость за РК мс 537.902623126709
22 Абсолютная скорость за РК мс 310.50006028005
23 alfa2 град 65.605482239543
24 beta2 град 31.7159040862081
********************Общие параметры********************
1 Изоэнтропический теплоперепад в ступени (при расширении до p2) [Джкг]
1 Коэффициент напора 1.83776507678298
1 Коэффициент расхода 0.685117493488961
2 Угол установки РК [град] 61.0963994519057
2 Угол установки СА [град] 41.9533881210815
3 Хорда РК [м] 0.0252762584947938
3 Хорда СА [м] 0.0627643677060601
4 Оптимальный шаг решетки РК [м] 0.0181450775689156
4 Оптимальный шаг решетки СА [м] 0.0517676484487192
5 Оптимальное число лопаток РК 99
5 Оптимальное число лопаток СА 35
6 Коэффициент восстановления полного давления в СА 0.977914597159502
7 Коэффициент восстановления полного давления в РК 0.968583951420748
*************************Энтальпии (Джкг)****************************
2 i0* 1251468.7274303
3 i1 1107403.10956763
4 i1* 1251468.7274303
5 i1s 1100910.1368447
6 i2 1000483.25268203
7 i2* 1048688.39639899
8 i2s 991884.950558567
9 i1w*=i2w* 1145152.86866533
*********************Давления (Па)**************************
1 p0 611571.561196794
2 p1 402125.698293122
3 p2 266952.78836457
4 pw1* 455870.745762307
*********************Температуры (К)*******************
1 T1w* 1062.98343603967
2 T1s 1025.55679335954
2 T2s 932.248316896129
3 T1 1031.06448664118
4 T2 939.666530692101
**********************Массы***********************
1лопаток СА+РК [кг] Неизвестно
2диска [кг] Неизвестно
3крепежных элементов [кг] Неизвестно
4корпуса [кг] Неизвестно
5ступени [кг] Неизвестно
Результаты расчёта элемента модели "Профилирование":
Входной конструктивный угол [град] 30.4855733160748
Выходной конструктивный угол [град] 30.0747724497342
Координата X центра тяжести профиля [мм] 43.8220869890902
Координата Y центра тяжести профиля [мм] -0.0659007436112123
Момент инерции профиля (ось X) [мм4] 40.1190745563736
Момент инерции профиля (ось Y) [мм4] 330381.892922315
Площадь профиля [мм2] 139.446867355904
Радиус сечения [мм] 361.928645128635
Статический момент инерции профиля (ось X) [мм3] -9.18965225300816
Статический момент инерции профиля (ось Y) [мм3] 6110.85275162655
Угол изгиба профиля [град] -0.357189198096363
Угол отставания потока [град] -0.119305771188737
Угол установки профиля [град] 30.3069787170266
Хорда профиля [мм] 88.9796710494453
Результаты расчёта элемента модели "Выходное сечение":
Полное давление воздуха на выходе [Па] 316038.850605551
Полная температура воздуха на выходе [К] 420.752770337525
Угол потока на выходе [град.] 90
Осевая скорость на выходе [мс] 243.867225344842
Результаты расчёта элемента модели "Общие результаты":
Затраченная работа компрессора [Джкг] 133610.64
КПД 0.835332131632426
Масса компрессора [кг] 142.981452281948
Полная температура на входе [К] 288
Полная температура на выходе [К] 420.752770337525
Полное давление на выходе [Па] 316038.850605551
Степень повышения полного давления в компрессоре 3.11906094848805