Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Турбомашины и турбоустановки

Диссертационная работа:

Хоанг Конг Чанг. Исследование эффективности двухкаскадных лопаточных диффузоров центробежных компрессоров : Дис. ... канд. техн. наук : 05.04.12 Москва, 2006 131 с. РГБ ОД, 61:06-5/1385

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

стр.

ВВЕДЕНИЕ 5

ГЛАВА 1. ПРОЦЕССЫ ТЕЧЕНИЯ И ПАРАМЕТРЫ ДИФФУЗОРОВ,

ПРИМЕНЯЕМЫХ В ВЫХОДНЫХ СИСТЕМАХ ЦБК 10

1.1. Классификация диффузоров 10

  1. Диффузоры, применяемые в центробежных компрессорах 10

  2. Безлопаточный диффузор. Эпюры скоростей на выходе безлопаточного диффузора 11

  3. Лопаточный диффузор с лопатками из аэродинамических профилей 14

1.2. Обобщенные параметры диффузоров и диффузорных решеток 20

  1. Обобщенные геометрические параметры 20

  2. Энергетические характеристики диффузоров 22

1.3. Особенности течения потока через диффузорные каналы и

решетки 24

  1. Характеристики плоских диффузоров 24

  2. Исследование плоских диффузорных решеток 28

1.3.3. Влияние сжимаемости на характеристики плоских
решеток 30

1.3.4. Некоторые результаты обобщенных продувок плоских
решеток 30

  1. Лопаточный диффузор центробежной ступени 33

  2. Особенности двухкаскадных решеток 36

  3. Заключение. Постановка задачи 45

ГЛАВА 2. ВЫБОР ОСНОВНЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ И ВЗАИМНОЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ КАСКАДОВ РАДИАЛЬНЫХ РЕШЕТОК ЛОПАТОЧНЫХ

ДИФФУЗОРОВ 48

2.1. Существующие методы профилирования 48

2.2. Геометрические параметры радиальных решеток 51

2.2.1. Соотношение параметров радиальных решеток 51

2.2.2. Существующие рекомендации по выбору основных
параметров 53

  1. Выбор параметров по предлагаемому методу 57

  2. Схема расчета геометрических параметров 70

2.3. Взаимное расположение лопаток в двухкаскадном диффузоре 72

Заключение 78

ГЛАВА 3. ОСНОВЫ МЕТОДА ПРОФИЛИРОВАНИЯ

РАДИАЛЬНЫХ РЕШЕТОК 80

  1. Условия частичного подобия решеток 80

  2. Экспериментальные данные исследований диагональных решеток ....85

  3. Основы предлагаемого метода 93

  4. Эквивалентная плоская решетка 94

Заключение 99

ГЛАВА 4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА И ПРОФИЛИРОВАНИЯ

РАДИАЛЬНЫХ ДИФФУЗОРОВ РЕШЕТОК 101

4.1. Методика профилирования радиальных диффузоров 101

  1. Основные исходные данные 101

  2. Распределение диффузорности по каскадам 101

  3. Геометрические параметры каскада 102

4.2. Оценка потерь радиальной решетки 103

4.3. Оценка пригодности данного метода для расчета потерь в

радиальных решетках 107

Заключение 119

ВЫВОДЫ 121

ЛИТЕРАТУРА 123

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

F— площадь [м ]; F - степень уширения канала; а — скорость звука [м/с]; Ъ — хорда профиля лопатки [м]; с - максимальная толщина профиля лопатки [мм];

с = с/Ь — максимальная

относительная толщина

профиля лопатки;

C, V- скорости потока [м/с];

C = CjC3 - степень торможения

диффузора; U — окружная скорость [м/с]; ср и cv - удельные теплоемкости

при постоянном

соответственно давлении и

объеме [Дж/(кг.К)]; к - показатель адиабаты

(отношение удельных

теплоємкостей);

D, d-диаметр [м];

Df степень диффузорности

Либлайна; / - максимальная вогнутость

профиля лопатки [мм];

/ =f/b - относительная вогнутость

профиля лопатки; G — массовый расход [кг/с]; h - высота лопатки [м]; К = КІК ~ относительная высота

лопатки; ^im~KIdh ~ отношение высота

лопатки к диаметру;

/-угол атаки [];

/ - длина лопатки [м];

/ = l/b - относительная длина

лопатки (удлинение); М- число Маха; А = с/акр - приведенная скорость;

Р — давление [МПа];

Rr - удельная газовая постоянная

[Дж/(кгК)]; г - радиус [м]; Т— температура [К]; t - шаг лопаток [м]; t =tlb — относительный шаг

лопаток; b/t - густота решетки; Z - число лопаток; а и р - углы между осью и и

направлениями

соответственно абсолютной и

относительной скоростей

потока []; Ла — угол поворота потока []; д — угол отставания потока []; С~ коэффициент потерь; ц — коэффициент полезного

действия; г) - угол установки профиля

лопатки []; v — кинематическая вязкость [м /с];. ж - степень повышения давления; р - плотность, [кг/м3]; а — коэффициент сохранения

полного давления; % - угол между хордой и

касательной к средней линии

профиля лопатки [].

Сокращения

БЛД - безлопаточный диффузор;

ЛД - лопаточный диффузор;

ЦБК - центробежный компрессор;

РК — рабочее колесо;

ЦИАМ — Центральный институт

авиационного

моторостроения

им. П.И. Баранова; ЦАГИ - Центральный

Аэрогидродинамический

Институт им. проф. Н.Е.

Жуковского; ГТД - Газотурбинный двигатель. СПбГТУ - Санкт-петербургский

государственный

технический университет; НЗЛ - Невский завод им. В.И.

Ленина; НИИД-Научно-исследовательский институт двигателестроения.

Индексы

* - полный (заторможенный) параметр;

  1. - сечение на входе в канал;

  2. - сечение на выходе из канала;

  3. - сечение на входе в лопаточный

диффузор;

4 — сечение на выходе из

лопаточного диффузора; / - порядковый номер каскада

лопаточного диффузора; д -диффузор; к -конический; кр - критический; л -лопатка; н -номинальный; опт - оптимальный; m -меридиональный; пл - плоской; пр - профиль, прямой; ср - средний; см - смещение; т -теоретический; тр — трение; э - эквивалентный.

Введение к работе:

Центробежные компрессоры (ЦБК) широко применяются в различных областях техники, в частности, в авиадвигателестроении, химической и нефтехимической промышленности, как нагнетатели газоперекачивающих агрегатов транспорта газа и в других отраслях. В авиадвигателестроении ЦБК применяются как в качестве отдельных ступеней, так и в сочетании с осевыми ступенями в осецентробежных компрессорах для двигателей малой и средней мощности - для вертолетов и легких самолетов, рис. В Л и В.2 [ЦИАМ].

Рис. В.1. Турбовальный двигатель ВК-800

Рис. В.2. Турбовинтовой двигатель ТВ7-117

Рис. В.З. Компрессор К88 - 101 -1

Рис. В.4. Нагнетатель 175—21 — 1

Аналогичные конструкции применяются для транспортных двигателей, например, танковых ГТД, ГТД колесных и гусеничных машин и т.д. В авиационных двигателях достоинства центробежных компрессоров проявляются при малых приведенных расходах воздуха - менее 1-2 кг/с, где их КПД приближается к КПД осевого. При одинаковых приведенных расходах и степени повышения давления ЦБК имеет преимущество перед осевым компрессором по осевым габаритам, но проигрывает по радиальным. Удельной масса (отношение массы к мощности) у ЦБК ниже. Центробежный компрессор технологичнее и дешевле осевого, менее чувствителен к течению двухфазных смесей, поэтому используется в стационарных компрессорах общепромышленного назначения. На рис. В.З и В.4 показаны многоступенчатый компрессор сжатия газов пиролиза в установке производства этилена и нагнетатель ГПА [2].

Процессы, происходящие при повышении давления при прохождении газа через проточную часть ЦБК отличаются наличием встречно градиента давления, развитых пространственных течений, высоких чисел Маха, неравномерностью полей скоростей, больших по сравнению с конфузорным потоками потерь давления и т.д. Это усложняет получения эффективных конструкций, особенно при наличии конструктивных ограничений, например, по величине миделя для авиационных ГТД. Надежность получения требуемых параметров зависит от наличия экспериментальных базы, с использованием которой ведется расчет и профилирования элементов проточной части.

Рис. В.5. Схема осерадиального центробежного компрессора

Проточная часть ЦБК состоит из двух основных узлов - рабочего колеса с подводящим патрубком и выходной системы с диффузорными элементами и выходным патрубком, рис В.5, В.6.

Лопаточный диффузор в выходной системе является основным элементом, в котором происходит наибольшее торможение потока. От качества работа лопаточного диффузора в многом зависит КПД ступени, а от конструкции — радиальной габарит. Для авиационных конструкций применяются радиально-осевые диффузоры лопаточного типа (рис. B.I, В.2, В.5), позволяющие сократить радиальный габарит ступени и тем самым уменьшить мидель двигателя. В целом лопаточный диффузор радиально-осевого типа является на сегодня наиболее перспективной конструкций с точки зрения комплекса требований, таких как КПД, диапазон устойчивой работы, габариты и т.д.

Вместе с тем следует отметить, что наиболее полные экспериментальные работы были проведены и обобщенны для осевых решеток, в то время как решетки диффузоров ЦБК - радиальные (в редких случаях - диагональные). Существующий экспериментальный материал по радиальным диффузорным решеткам ограничен и сложно поддается обобщению в виду увеличения

9 количества геометрических параметров, на основе которых осуществляется обобщение газодинамических параметров, поэтому создание новых конструкций ЦБК связано с расширенным объемом доводочных работ. В свете этого в данной работе рассматриваются условия, при которых возможно максимально использовать накопленный экспериментальный материал по осевым решеткам для профилирования радиальных в том числе многокаскадных, что позволило бы получать конструкции с прогнозируемыми характеристиками при минимальной доводке.

Подобные работы
Веретельник Алексей Викторович
Исследование эффективности транспирационного охлаждения высокотемпературных газовых турбин
Чжэн Гуанхуа
Расчетно-экспериментальное исследование газодинамической и тепловой эффективности решеток высокоперепадных турбин
Фичоряк Ольга Михайловна
Исследование и разработка способов повышения эффективности работы мощных теплофикационных турбин
Сафиуллин Анас Гадулович
Повышение эффективности ступеней многовальных мультипликаторных центробежных компрессоров путем регулирования поворотом лопаток входного направляющего аппарата и диффузора
Коноваленко Юрий Иванович
Ступень центробежного компрессора с комбинированным диффузором
Овчинников Сергей Григорьевич
Разработка и исследование электрогазодинамического (ЭГД) компрессора при пульсирующем напряжении для холодильной техники и систем кондиционирования
Миронов Валериан Назарович
Разработка и исследование винтового маслозаполненного компрессора с раздельной системой смазки для сжатия попутного нефтяного газа
Коньков Алексей Юрьевич
Исследование и оптимизация малоразмерных компрессоров агрегатов наддува быстроходных дизелей
Коханов Семен Григорьевич
Разработка и исследование трехопорных роторов для центробежных компрессоров высокого давления
Шкурков Андрей Юрьевич
Исследование усталостных свойств сталей для прямоточных клапанов поршневых компрессоров

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net