Находим коэффициент импульсности

 

K_{E расч.} =

Т₀ – температура воздуха на входе в компрессор.

K_{E расч.} =  = 0,84

 

6. Вычисляем адиабатные работы сжатия воздуха в компрессоре Н_К и расширения газов в турбине Н_Т

 

Н_К= 1005Т₀  =1005*293*0,504 = 148410 Дж/кг

Н_Т=1128Т_Т  =1128*773*0,309 = 269431 Дж/кг

 

Вычисляем температуру воздуха за компрессором

 

Т_К=Т₀+

 

h_ад.к.=0,85 –адиабатный КПД компрессора

с_р.в. – средняя теплоемкость воздуха [кДж/(кг*К)]

Т_К=293+ =459 К

 

Вычисляем температуру газов за турбиной

 

Т_0Т = Т_Т-

 

h_ад.т.=h_Т/h_ТМ =0,75/0,97=0,773 – адиабатный КПД турбины

h_Т=0,75 – КПД турбины

h_ТМ=0,97 – механический КПД турбокомпрессора

с_РГ – среднея теплоемкость газов [кДж/(кг*К)]

Т_0Т=773 - =582 К

 

Определим секундный массовый расход воздуха через компрессор

 

G_k = G_s = =  = 3,11 кг/с

 

N_e = 1648 кВт

g_e = 0,177 кг/кВт∙ч

Находим суммарную мощность турбин

 

SN_T = SN_К = 543 кВт

 

Проверим её относительную величину

d_Т=

 

Выбор числа и типа турбокомпрессора.

Исходя из допускаемой производительности одного турбокомпрессора (не более 4 кг/с) и суммарной производительности турбокомпрессора двигателя G_к = G_s = 0,857 кг/с, принимаем число турбокомпрессоров для 6-ти цилиндрового двигателя с (изобарной) импульсной системой наддува, равное одному.

Задаемся диаметром колеса компрессора с лопаточным диффузором D_к = 350 мм и находим безразмерный коэффициент напора компрессора Н_К=1,35

 

Вычисляем окружную скорость на периферии колеса компрессора

 

U_К=

 

Выбираем относительную скорость потока на входе в колесо компрессора

с_m =0,35 и подсчитываем скорость потока

 

с=с_mu_К=0,35*468,9=164,1 м/с

 

Определяем площадь входа в колесо компрессора

 

F_K=G’_K/(r₀c)

r₀=P₀10⁶/(RT₀)=0.1013∙10⁶/(287∙293)= 1,205 кг/м³ – плотность воздуха перед компрессором

G’_k = G_k/i = 3,11/ 1 = 3,11

i = число турбокомпрессоров

F_К=3,11/(1,205∙164,1)=0,0157 м²

Вычислим диаметр колеса компрессора

D_К=а

 

а=1,9; b=0,62 – коэффициенты конструктивных соотношений

D_К=1,9 =0,342 м

 

Отличие полученных D_К от предварительно принятого составляет:

 

% и не превышает допустимых 5%

 

Частота вращения ротора турбокомпрессора на расчетном режиме

n_Т=

 

В системе одноступенчатого изобарного наддува 8-цилиндрового двигателя типа MAN B&W L21/31 необходимо иметь один турбокомпрессор типа TK 35.