Расчет рабочего колеса

208,4·27000

52. Окружная скорость на среднем диаметре рабочего колеса

19,1

d1nтк

19,1

u₁ = 10^-3· =10^-3· = 295 м/с.

53. Отношение скоростей

c1

u1

χ = = = 0,74.

54. Относительная скорость газа на входе в рабочее колесо

ω₁ =c_{1 √} 1 + χ² – 2 χ; cos α₁ = 400 √ 1 + 0,74² - 2·0,74 cos 22,4° = 170 м/с.

α1

55. Угол относительной скорости газа на входе в рабочее колесо

ω1

22,4

β₁ = аrcsin (c₁ sin) = аrcsin (400 sin) = 66,9°.

56. Адиабатная работа в сечении 2-2 (см. рис. 1)

H₂ = ρ₂ H_тр = 0,48·160,2 = 77 кДж/кг.

57. Скоростной коэффициент, учитывающий потери скорости по сравне­нию с адиабатной (выбирается в диапазоне 0,93... 0,97)

Ψ; = 0,96.

58. Относительная скорость газа на выходе из рабочего колеса

w₂=Ψ; √ w₁² +2H₂ = 0,96√ 170² + 2·77·10³ = 410 м/с.

59. Длина лопатки рабочего колеса (выбирается в диапазоне 0…0,015)мм

h₂ = h₁ + h₁· ∆h₂ = 48,6 + 48,6·0,0075 = 48,7 мм,

где ∆h₂ = 0…0,015 - увеличение длины лопатки РК относительно лопатки СА.

60. Радиальный зазор в рабочем состоянии турбокомпрессора

δ₂ = ∆δ₂· h₂ = 0,0074·48,7 = 0,36 мм,

где ∆δ₂ = 0,005…0,015 - коэффициент зазора относительно длины рабочей лопатки.

61. Расход газа через турбину с учетом утечки

h2 sin β2

δ2

48,7 sin 28°

0,36

G'_тр = G_тр(1 -) = 2,94(1 -) = 2,89 кг/с,

где β₂ предварительно выбирается из диапазона β₂ =(25...45)°=28°.

62. Температура газа на выходе из рабочего колеса

w22 – w12

4102 – 1702

Т'₂ = Т₁ - = 797 - = 735 К.

63. Плотность газа на выходе из рабочего колеса

R Т'2

Р2

287·735

ρ'₂ = 10³ = 10³ = 0,49 кг/м³.

G'тр

64.Площадь проходного сечения на выходе из рабочего колеса

w2 ρ'2

2,89

410·0,49

f₂ = 10⁴ = 10⁴ = 143,1 см².

143,1

65. Диаметр горловины (см. рис.1)

z2 h2

f2

35·48,7

a₂ = 10² = 10² = 8,4 мм.

66. Средний диаметр рабочего колеса

d₂ = d_ст + h₂ = 160 + 48,7 = 208,5 мм.

67. Шаг лопаток рабочего колеса

z2

πd2

3,14·208,5

t₂ = = = 18,7 мм.

68. Коэффициент m₂ (выбирается в диапазоне 1,00…1,10)

m₂ =1,05.

69.

m2a2

Угол относительной скорости газа на выходе рабочего колеса

t2

18,7

1,05·8,4

β₂ = arcsin = arcsin = 28,2°.

Угол относительной скорости газа на выходе из рабочего колеса предварительно принимается в п.61 β₂ = 28°). В.случае несовпадения величин, полученных в п.61 и п.69, необходимо вернуться к п.61 и выбрать новое значение угла относительной скорости газа β₂.

70. Осевая составляющая скорости газа

с_2a = w₂ sin β₂ = 410 sin 28,2° = 193,6 м/с.

71. Окружная скорость газа на среднем диаметре рабочего колеса

d1

d2

208,4

208,5

u₂ = u₁ = 295 = 295 м/с.

72. Окружная составляющая скорости газа

с_2u = w₂ cos β₂ - u₂ = 410 cos 28,2° - 295 = 67 м/с.

73. Абсолютная скорость газа на выходе из рабочего колеса

с₂ = √ с_2a² + с_2u² = √ 193,6² + 67² = 205 м/с.

с2a

74. Угол абсолютной скорости газа на выходе из рабочего колеса

с2u

193,6

α₂ = arctg = arctg = 70,9°.

75. Окружная скорость на наружном диаметре рабочего колеса

103∙235∙27000

Dтnтк

19,1

19,1

u_т = = = 332 м/с.

76. Коэффициент напора

uт2

2Нтр

3322

2∙160,2

Н_тр = = = 2,90.

u1

208,4

77. Отношение скоростей

с0

Dт √ Нтр

d1

235√ 2,9

χ' = = = = 0,52.

w2

78.Приведенная скорость на выходе из рабочего колеса (должна быть меньше единицы, т.к. истечение дозвуковое)

18,3 √ Т2

18,3 √ 752,8

λ₂ = = = 0,82.