Розрахунок одноступеневого відцентрового нагнітача (тиск на всмоктуванні - 96 кПа)
Сторінки роботи
зміст роботи
Розрахунок одноступінчастого відцентрового нагнітача
Розрахувати повітряний одноступінчастий відцентровий нагнітач для роботи за таких умов: Vн = 4,15 м 3 /с, тиск на всмоктуванні pн = 96 кПа, температура на всмоктуванні tн = 22 ° С, тиск на нагнітанні pк = 159 кПа.
Газова стала повітря R = 287 Дж/(кг·°К), показник адіабати k = 1,41.
Приймаємо швидкість входу повітря на лопатки робочого колеса
Зниження температури при адіабатичному розширенні внаслідок збільшення швидкості повітря від с = 0 до швидкості с1
Тоді
Тиск при вході на лопатки робочого колеса
Задаючись величиною політропічного к.п.д. ηпол = 0,82, визначаємо величину
З рівняння визначимо показник політроп стиснення n = 1,55.
Температура повітря в кінці стиснення
Робота політропічного стиску
Приймаємо газодинамічний к.п.д.
.
Приймаємо кут лопаток при вході до робочого колеса β1л = 32°. Кут лопаток при виході з робочого колеса приймаємо 2л = 45°. Число лопаток приймаємо z = 18. Маючи на увазі, що за робочим колесом встановлений лопатковий дифузор, приймаємо .
Коефіцієнт закручування (при нескінченній кількості лопаток)
Коефіцієнт циркуляції за формулою Стодоли
Ефективна робота ступеня
Зазвичай; приймаємо.
Окружна швидкість робочого колеса
При .
Відносна швидкість входу
Швидкість потоку при вході на лопатки робочого колеса, що близько до прийнятого значення швидкості с1, що дорівнює 100 м/с. При kс = 1,20 отримаємо
Відношення питомих обсягів (що визначаються рівняння pv=RT)
.
Діаметр входу в колесо при ζ = 0,4 тавеличині витоків через диск, що покривається, що приймається рівною 2%,
Приймаємо. При kD = 1,02 отримаємо
Зовнішній діаметр колеса
Число оборотів нагнітача
Приймаємо середній діаметр валу dв = 115 мм, що потоншає його перед входом у колесо до dв = d0 = 113 мм (без втулки).
Наближене значення першого критичного числа оборотів
Співвідношення робочого та критичного чисел оборотів
Враховуючи мінімальний запас, надалі необхідно уточнити значення nкр1 графо-аналітичним розрахунком
Приймаючи товщини лопаток (вифрезерованих з основного диска) у середній частині їх δ = 8 мм, на кінцях δ1 = δ2 =4 мм, визначимо коефіцієнти стеснення τ:
при вході в колесо
при виході з колеса
Ширина лопаток при вході (радіальний вхід, c1r = c1)
Приймаємо
Елементи трикутника швидкостей виходу:
Швидкість виходу із колеса
Відношення питомих обсягів
При
Ширина лопаток робочого колеса на виході
Приймаємо b2 = 30 мм.
Радіус лопатки робочого колеса
Радіус початкового кола
Кути розкриття каналу:
Потім визначимо основні розміри дифузора. Вибираємо лопатковий дифузор.
Початковий та кінцевий діаметри дифузора:
Осьова ширина дифузора
Вхідний кут лопаток
Приймаємо кут лопаток на виході з дифузора.
Число лопаток дифузора
Тут заведено і .
Приймаємо кількість лопаток.
Радіус кривизни лопаток дифузора
Радіус початкового кола
Кути розкриття каналу:
Підрахувавши за параметрами pк та Tк з характеристичного рівняння значення , визначимо швидкість повітря при виході з дифузора:
За дифузором слід равлик, перетин якого приймаємотрапецієподібним. Розміри її визначають із сталості моменту кількості руху.
Оскільки перед равликом встановлений лопатковий дифузор. То кут розширення θ равлика приймаємо рівним 55 °.
Залежність між радіусом равлика R і кутом повороту перерізу визначається за рівнянням
де φ – кут повороту равлика у °
Приймаємо b0 = b4 = 36 мм і відповідно до рекомендацій НЗЛ.
Початковий радіус равлика
Задаючись рядом значень Rφ, будуємо графік φ = f(Rφ) (рис. 1), яким потім визначаємо Rφ, отже, і висоту равлики h = Rφ- R0 за різних кутах φ.
Мал. 1. Залежність поточного радіусу равлика від кута повороту φ
Значення h в залежності від кута повороту равлика з інтервалом в 45° наведені нижче. Початок розвороту равлика приймаємо при φ0 = 20 °.