Popis:
1 Zadání
Příklad č.2
Proveďte přibližný výpočet sedmistupňového osového kompresoru jednoproudového
leteckého turbokompresorového motoru BMW-003 pro zadané parametry:
• průtočné množství vzduchu Qv = 19 kg∙s-1,
• celkový stupeň stlačení osového kompresoru πkc = 3,1,
• celková účinnost osového kompresoru ηkc = 0,78,
• maximální otáčky nmax. = 9 500 min.-1,
• výška letu H = 0 m,
• rychlost letu 0 m∙s-1,
• z tabulek MŠA p0 = 0,1013 MPa,
• z tabulek MŠA T0 = 288,15 K,
• střední práce stupně Wst., str. = 33 kJ∙kg-1,
• součinitel zachování celkového tlaku ve vstupní soustavě kompresoru σv = 0,97 - 0,99.
Klíčová slova:
kompresor motoru
axiální kompresor
letecký motor
turbokompresor
letecký motor
Obsah:
- Seznam použitých zkratek a symbolů 5
1 Zadání 11
2 Úvod 12
2.1 Kompresor motoru BMW-003 14
2.2 Zdroje 15
3 Výpočet 16
3.1 Výpočet parametrů proudu vzduchu na středním průměru mnohostupňového osového (axiálního) kompresoru 16
3.1.1 Stanovení parametrů vzduchu z tabulek standardní atmosféry (MŠA) je možné odečítat pro zadané hodnoty 16
3.1.2 Celkové stavové veličiny před osovým (axiálním) kompresorem LTKM 16
3.1.3 Celkový tlak p1c a celková teplota T1c na vstupu do osového kompresoru 16
3.1.4 Celková práce odevzdaná vzduchu osovým kompresorem LTKM 17
3.1.5 Stanovení počtu stupňů osového kompresoru LTKM 17
3.1.6 Rozdělení práce na jednotlivé stupně 18
3.1.7 Celková teplota na vstupu do jednotlivých stupňů 19
3.1.8 Volba celkové kompresní účinnosti stupňů osového kompresoru LTKM 19
3.1.9 Výpočet celkového stupně stlačení v jednotlivých stupních osového kompresoru LTKM 21
3.1.10 Kontrola správné volby celkové kompresní účinnosti stupňů osového kompresoru LTKM 22
3.1.11 Výpočet celkových tlaků na výstupu z jednotlivých stupňů mnohostupňového osového kompresoru LTKM 24
3.1.12 Stanovení změny osových rychlostí na středním řezu mnohostupňového osového kompresoru LTKM 25
3.1.13 Stanovení výpočtové práce pro každý stupeň 25
3.1.14 Volba reakce stupně 27
3.2 Výpočet hlavních rozměrů a parametrů proudu vzduchu v prvním stupni 28
3.2.1 Volba obvodové rychlosti na vnějším průměru stupně s ohledem na přenesenou práci stupně 28
3.2.2 Obvodová rychlost na středním průměru 28
3.2.3 Absolutní rychlosti na středním průměru 28
3.2.4 Relativní rychlost na vstupu do rotoru 29
3.2.5 Machovo číslo relativní rychlosti na vstupu do rotoru na středním průměru 29
3.2.6 Statický tlak p1 a specifická hmotnost na vstupu do rotoru ρ1 mnohostupňového osového kompresoru LTKM 30
3.2.7 Plocha na vstupu do rotoru mnohostupňového osového kompresoru LTKM 30
3.2.8 Průměry na vstupu do rotoru mnohostupňového osového kompresoru LTKM 30
3.2.9 Výška lopatky na vstupu do rotoru mnohostupňového osového kompresoru LTKM 31
3.2.10 Osová složka absolutní rychlosti na výstupu z rotoru mnohostupňového osového kompresoru LTKM 31
3.2.11 Stavové veličiny na výstupu z prvního stupně rotoru mnohostupňového osového kompresoru LTKM 31
3.2.12 Plocha na výstupu z rotoru prvního stupně mnohostupňového osového kompresoru LTKM 32
3.2.13 Volba podélného řezu mnohostupňového osového kompresoru LTKM 32
3.2.14 Relativní rychlost vzduchu na středním průměru D1s na výstupu z rotoru prvního stupně mnohostupňového osového kompresoru LTKM 33
3.2.15 Úhly proudu vzduchu v rotoru 34
3.2.16 Vykreslení rychlostních trojúhelníků pro rotor prvního stupně na středním průměru D1s (u2 = u1) 34
3.2.17 Závěr pro výpočet prvního stupně mnohostupňového osového kompresoru LTKM 35
3.2.18 Kontrola délky lopatky na výstupu z mnohostupňového osového kompresoru LTKM 35
3.3 Návrh profilové mříže rotoru prvního stupně 38
3.4 Návrh lopatkování rotoru I. stupně 39
3.4.1 Odhad poměru Machových čísel 39
3.4.2 Zvětšení ohnutí mříže 40
3.4.3 Ohnutí proudu pro případ proudění nestlačitelného vzduchu 40
3.4.4 Úhel rychlosti nestlačitelné tekutiny za lopatkovou mříží 40
3.4.5 Určení výstupního návrhového úhlu 41
3.4.6 Volba tvaru střední křivky profilu 41
3.4.7 Konstrukce střední křivky profilu 42
3.4.8 Konstrukce profilu lopatky lopatkové mříže 44
3.5 Změna parametrů proudu vzduchu a tvaru profilů po délce lopatek prvního stupně osového kompresoru LTKM 46
3.5.1 Výpočet konstant A, B, C, D 47
3.5.2 Výpočet složek absolutní rychlosti na vnějším průměru 48
3.5.3 Složky absolutní rychlosti na vnitřním průměru 49
3.5.4 Stanovení rychlostí a sestrojení rychlostních trojúhelníků na vnějším a vnitřním průměru 49
3.5.5 Rychlostní trojúhelníky na vnitřním průměru prvního stupně osového kompresoru LTKM 51
3.5.6 Stanovení Machova čísla relativního a absolutního proudu vzduchu na třech průměrech. 52
3.5.7 Stanovení reakce na třech průměrech prvního stupně osového kompresoru LTKM 56
3.5.8 Lopatková mříž rotoru prvního stupně osového kompresoru LTKM 57
4 Celkový závěr 58