Расчет осерадиального колеса

Расчет выполняется относительно данных оптимизации: относительная толщина лопатки (dрк) – 0,012; коэффициент теоретического напора (y т) – 0,75; условный коэффициент расхода (Ф) – 0,031; условное число Маха (М u) – 0,538; средняя нагрузка на лопатку (DW ') – 0,35; угол выхода потока из РК (a 2) – 18 градусов; число Рейнольдса (Re u) – ; политропный КПД (h п) – 0,942; втулочное отношение () – 0,25.

Коэффициент стеснения на входе в РК:

Коэффициент расхода на входе, определяемый из условия минимума относительной скорости:

Коэффициент сжимаемости, учитывающий изменение плотности на входе по сравнению с плотностью по параметрам торможения:

Относительный наружный диаметр входа из условия минимума скорости на входе в РК:

Относительная скорость на входе в РК на среднем диаметре:

На наружном диаметре:

Коэффициент расхода на выходе из РК:

Коэффициент стеснения на выходе РК:

Коэффициент расхода на выходе с учетом стеснения:

Относительная скорость на выходе из колеса с учетом стеснения и выходного треугольника скоростей:

Среднее замедление потока по средней линии тока:

По наружной линии тока:

Для дальнейших расчетов определим значения углов потока в относительном движении и синус среднего угла:

Показатель политропного процесса сжатия в колесе и ступени:

Коэффициент сжимаемости на выходе из колеса:

Относительная высота лопатки на выходе из РК:

Относительная высота лопатки на входе в РК:

Средняя высота лопатки:

Условная безразмерная скорость:

Максимальная безразмерная скорость на профиле:

Согласно принятой физической модели значение lmax определяет отрицательное влияние сжимаемости на эффективность лопаточных решеток. Максимальная скорость на профиле принята равной скорости на входе в РК с учетом стеснения плюс половина нагрузки на лопатки.

Протяженность образующей средней по высоте лопатки поверхности тока:

Число лопаток РК:

Отношение l/b:

Отношение l/b в радиальном направлении:

Числа Рейнольдса:

Отношение длины лопатки к среднему расстоянию между лопатками по нормали:

Условное число Россби на поверхности разрежения (задней) лопатки:

Условное число Россби на стороне давления (передней стороне лопатки):

Отношение скоростей на передней поверхности лопатки:

Отношение скоростей на задней поверхности лопатки:

Для дальнейшего расчета опишем значения поправочных коэффициентов: х1 = 7,5; х2 = -3; х3 = 0,5; х4 = 3; х5 = 0,000033; х6 = -7; х7 = 0,7; х8 = 1; х9 = 0,01; х10 = -0,05; х11 = 1,3; х12 = 0,5; х13 = 2,6; х14 = 3; х15 = 2,25; х16 = 850; х17 = -2,5; х18 = 0,0075; х19 = 0,25; х20 = -1; х21 = 3,5.

Коэффициент пространственности, учитывающий рост профильных потерь из-за различий в условиях обтекания по высоте цилиндрических лопаток:

Коэффициент сжимаемости, учитывающий рост потерь из-за проявления сжимаемости потока:

Коэффициент, учитывающий влияние замедления потока на профильные потери на передней поверхности лопатки:

При этом если Ап < 0,45, то используется первая формула, если больше 0,45, то вторая формула, если Ап отрицательно, то коэффициент принимается равным нулю.

Коэффициент для задней поверхности лопатки c аналогичным условием по формуле расчета:

Коэффициенты, учитывающие влияние нормальных сил инерции и чисел Ro на профильные потери:

Коэффициенты, учитывающие влияние замедления и чисел Ro на профильные потери:

Коэффициент силы сопротивления трения:

Коэффициенты силы профильного сопротивления, учитывающие трение, замедление потока и влияние нормальных сил инерции:

Коэффициент, учитывающий влияние сдвигового характера течения и продольного изменения скорости на потери на ограничивающих поверхностях:

Коэффициент силы сопротивления на ограничивающих поверхностях:

Среднеарифметические скорости вдоль задней и передней поверхностей лопаток:

Коэффициент потерь на ограничивающих поверхностях и коэффициент профильных потерь:

Коэффициент кромочных потерь в предположении о мгновенном растекании потока при выходе из канала в пространство, не загроможденное лопатками:

Коэффициент гидравлических потерь в канале:

Сумма коэффициентов дискового трения и внутренних протечек:

Потери гидравлического КПД в РК:

КПД колеса с учетом гидравлических и щелевых потерь:

Абсолютная скорость на выходе из колеса:

Безразмерная скорость на выходе из колеса:

Коэффициент сжимаемости в ступени:

Коэффициент неравномерности потока: