ЗМІСТ
1. Розрахунок турбокомпресора

2. Розрахунок компресора

Література


1. РОЗРАХУНОК ТУРБОКОМПРЕСОРА
Вихідні дані:

Марка двигуна по ДСТ………………………………...….4ЧН 12/14

Діаметр циліндра………………………………………….Д_ц=0,12 м

Хід поршня…………………………………………………S = 0,14 м

Температура навколишнього повітря…………………….t_о=293 К

Барометричний тиск повітря……………………...P_o = 1013000,1013 Па

Вибираємо:

Теоретично необхідна кількість повітря для повного згоряння 1-го кг палива…………………………………………………

Коефіцієнт надлишку повітря……….…………………….a = 2,5

Швидкість поршня…………………………………………C_m = 9 м/с

Адіабатний ККД……………………………………………η_ад. = 0,7 


P_s/P_k = 0,98 

η₀ = 0,7 

T₀₁ = 300 К

∆T_a = 20 К 

γ_r = 0,03
Температура вихлопних газів………………………….......T_r = 750 К

Ступінь стиску……………………………………..…….....ε = 14 


P_a/P_s = 0,85
Газова стала………………………………………………...R = 287

Кількість циліндрів……………………………………….…z = 4

Тактність двигуна…………………………………….……..i = 4

Витрата пального…………………………………….……...g_е = 0,21

Ступінь підвищення тиску………………………...…….…π_к = 1,5


φ_а = 1,16

∆Р_a = 0,002
Обороти:

Тиск повітря у ресивері двигуна: 

Температура повітря після компресора:

Температура повітря у ресивері:

Температура повітря на початку стиску:
 
Коефіцієнт наповнення:



Змінний об’єм циліндра:

Витрата повітря через компресор:

Потужність двигуна:
 
Середній ефективний тиск:

Густина повітря:


ρ =1,205.
Об’ємний розхід:



Вибираємо турбокомпресор за Q або G за діаграмами ТКР-7.
2. РОЗРАХУНОК КОМПРЕСОРА


Основні вихідні дані.

Витрати повітря через компресор (з розрахунків)…………G_к = 0,079 м/с

Ступінь підвищення тиску (з попередніх розрахунків)………..π_к = 1,5

ККД компресора по ГОСТ 9658-81………………………………n_к = 0,68

Діаметр колеса на виході……………………………………….D₂ = 0,07 м

Число лопаток колеса……………………………………………...z_к = 14

Число лопаток дифузора…………………………….…………….z_д = 17

Розрахунок параметрів і показників компресора.

Показник адіабати…………………………………………….к_пр = 1,397

Температура після компресора при адіабатному стиску:
   
Середня температура в процесі стиску:

Середня теплоємність при постійному об’ємі:



Уточнене значення показника адіабати:
  
Перевірка:
,


к_пр - значення прийняте на початку розрахунку;

∆к - повинна бути в межах 0,2%.

Питома робота, затрачувана на привід компресора:



R = 287- газова постійна;

Товщина лопаток на виході δ₂ = 0,002 м;

Емпіричний коефіцієнт циркуляції К₉₀ = 0,015.

Коефіцієнт циркуляції:

Коефіцієнт дискового тертя:


α_д = 0,05.


Коефіцієнт робот:

Окружна швидкість колеса на діаметрі D₂:
 
Частота обертання ротора турбокомпресора:
хв^-1.
Потужність, що споживається компресором:


Розрахунок вхідного пристрою та обертового прямуючого апарата (ОПА).

Тиск перед компресором:

Швидкість на вході в компресор:

C_a = 60.

Параметри потоку на вході:

- температура:



- тиск:
     
- щільність:

Прохідний перетин вхідного патрубка:

Відносна величина швидкості потоку на вході в колесо (рекомендовані значення):

Швидкість на вході в колесо:

Температура повітря перед колесом:



Коефіцієнт втрат у вхідному пристрої:

Втрата вхідному пристрої:

Коефіцієнт для визначення ділення показника політропи:

Показник політропи у вхідному пристрої:

Тиск на вході в колесо:

Щільність на вході:



Прохідний перетин колеса на вході:

Відносна величина діаметра маточини колеса:

Діаметр маточини:   
   
Відносний зовнішній діаметр колеса на вході:

Зовнішній діаметр колеса на вході:

Середній діаметр колеса на вході:



Окружна швидкість на середньому діаметрі:

Відносна швидкість потоку на вході у ОПА:

Кут потоку на вході в колесо:

Розрахунок робочого колеса компресора.

Коефіцієнт втрат на вході в колесо:

Втрати на вході в колесо:

Коефіцієнт втрат при повороті потоку в колесі:

Втрати при повороті потоку:



Втрати на тертя диска о газ:

Сумарні втрати в колесі:

Температура повітря на виході з колеса:



t₂ = 25,9531 ^оС.
Коефіцієнт для визначення показника політропи в колесі:

Показник політропи стиску повітря в колесі:

Тиск на виході з колеса:



Щільність повітря на виході:

Крок лопаток на виході:

Коефіцієнт загромадження перетину на виході:

Радіальні складові абсолютної і відносної швидкостей:

Окружна складова абсолютної швидкості:

Абсолютна швидкість повітря на виході з колеса:



Окружна складова відносної швидкості:

Відносна швидкість потоку на виході:

Кут виходу потоку в абсолютному русі:

Кут виходу потоку у відносному русі:

Кут відставання потоку:

Ширина лопаток колеса на виході:



Ступінь підвищення тиску в колесі:

Адіабатний ККД робочого колеса:


Розрахунок безлопаточного дифузора.

Відносний зовнішній діаметр дифузора:

Зовнішній діаметр дифузора:

Відносна ширина дифузора на виході:

Ширина дифузора на виході:



Відносна зміна щільності повітря в дифузорі:

Швидкість потоку на виході із дифузора:

Температура потоку на виході:

Показник політропи процесу стиску в дифузорі:

Тиск на виході з дифузора:

Щільність повітря на виході:



Перевірка відносної зміни щільності:

Перевірка:

(r₃/r₂)_пр - значення прийняте на початку розрахунку;

D(r₃/r₂) - повинна бути в межах 1%.

Втрати в щілинному дифузорі:

Ступінь підвищення тиску в дифузорі:

Адіабатний ККД безлопаточного дифузора:



Розрахунок лопаточного дифузора.

Зовнішній діаметр дифузора:

Кут розкриття дифузора в меридіальній площині:

Ширина дифузора на виході:

Кут потоку на вході в дифузор:

Кут виходу потоку:

Крок лопаток на вході при z_д = 13:

Товщина лопаток на вході:



Коефіцієнт загромадження перетину на вході:

Прохідний перетин на вході в дифузор:

Швидкість потоку на вході в дифузор:

Товщина лопаток на виході з дифузора:

Крок лопаток на виході:

Коефіцієнт загромадження перетину на виході:



Прохідний перетин на виході:

Дифузорність каналів лопаточного дифузора:

Показник політропи в дифузорі:

Коефіцієнти безрозмірного рівняння збереження енергії:





Ступінь підвищення температури в дифузорі:
    при β = 1,0503.
Температура повітря на виході:



Швидкість потоку на виході із дифузора:

Тиск повітря на виході:

Щільність повітря:

Втрати в лопаточному дифузорі:

Ступінь підвищення тиску в дифузорі:

Адіабатний ККД лопаточного дифузора:




Розрахунок збірного равлика.

Швидкість потоку на виході з компресора:

Температура потоку на виході з компресора:

Показник політропи в збірному равлику:

Тиск на виході:

Щільність повітря на виході:

Прохідний перетин вихідного патрубка:



Втрати у вихідному пристрої:

Ступінь підвищення тиску в равлику:

Адіабатний ККД равлика:


Розрахунок параметрів стиснутого повітря і ККД компресора.

Температура загальмованого потоку на виході:

Тиск загальмованого потоку:

Ступінь підвищення тиску в компресорі:



Перевірка:



π_кпр - значення прийняте на початку розрахунку;

∆π_к - повинна бути в межах 3%.

Питома адіабатна робота компресора:

Сумарна витрата енергії на подолання опорів:

Коефіцієнт для випередження показника політропи в компресорі:

Показник політропи стиску повітря в компресорі:



Робота компресора при політропному стиску:

Адіабатний ККП компресора:

Перевірка:

∆η_к - повинна бути в межах 3%.