2013增压透平膨胀机毕业设计热力计算.xls

Sheet3 Sheet2 Sheet1 （一） 已知条件 工质： 空气， 气体常数 R= N?M∕(㎏·K) 等熵指数 к= 相对分子质量 M= 膨胀气体量 q= ㎏∕s 进口压力 p0= МPa 进口温度 T0= K 出口压力 p2= MPa （二） 估取及选用值 1，估取 喷嘴中气流速度系数 φ= 工作轮中气流速度系数 ψ= 工作轮也高轮径比 l1∕D1= 工作轮相对轴向间隙 δ∕lm= 喷嘴出口减窄系数 τN= 工作轮进口减窄系数 τ1= 工作轮出口减窄系数 τ2= 2，选定 喷嘴出口叶片角 α1ˊ= ° 工作轮进口叶片角 β1 工作轮出口叶片角 β2 ′ 3，选取 轮径比 μ= 反动度 ρ= 特性比 я= 4， 估取扩压比 p3= （三） 喷嘴上的流动 1， 进口比焓 i0= J/kg 膨胀机出口理想比焓 i2s= 工作轮出口理想比焓 i2s= 总理想比焓降 hs=i0-i2s= 流通部分理想比焓降 hs=i0-i2s= 2， 等焓理想速度 c= = m/s 3， Z0= 喷嘴中等熵比焓降 h1s=（1-ρ）hs= 5， 喷嘴出口实际速度 c1=φ 6， 喷嘴出口理想比焓 i1s=i0-h1s= 7， 喷嘴出口实际比焓 i1=i0-φ2h1s= 8， p1= 9， T1= 10， Z1= 11， 喷嘴出口气体密度 ρ1= = kg/m3 12， 多变指数 n= = 13， 喷嘴出口喉部截面速度 c*= = 14， 气流在斜切口有偏转角 = = * sinα1 = α1=α1ˊ+δ= sinα1= δ=α1-α1ˊ= 0.0089°= ′。一般希望δ2°到3° 15， 喷嘴出口状态下的声速 16， 喷嘴出口绝对速度马赫数 17， 喷嘴中的能量损失 qN=（1-φ2）h1s= 18， 喷嘴中相对能量损失 §N=qN/hs，= 19， 喉部气体密度 kg/m3 (四) 工作轮中的流动 轮周速度 u1=яcs= 出口圆周速度 u2=μu1= 工作轮进口气流角 进工作轮相对速度 w1=c1sinα1/sinβ1= 进工作轮相对速度的圆周分速度 w1u=c1cosα1-u1= 进工作轮相对速度的径向分速度 w1r=w1sinβ1= 进工作轮处相对速度的的马赫数 Maw1=w1/c1，= 一般希望Maw10.5 工作轮进口冲击损失 qw1u=w1u2/2= 可以忽略不计 工作轮进口比焓 i1，=i1=qw1u= 工作轮出口等熵比焓 i2u，，= 工作轮等熵比焓降 h2u=i1-i2u，，= 不计内部损失，工作轮出口理想相对速度 实际相对速度 w2=ψw2u= 工作轮中能量损失 qr=0.5（w2u2-w22）= §r=qr/hs 工作轮出口实际比焓 i2=i2u，，+qr= 工作轮出口实际温度 T2= Z2= 工作轮出口实际气体密度 ρ2=p2/Z2R2T2= 工作轮出口气流的绝对速度方向 α2= 20， 工作轮出口气流绝对速度 c2=w2sinβ2/sinα2 21， 余速损失 qz=c22/2= §k=qk/hs= 22， 流道效率 η=1-§N-§r-§k= (五) 喷嘴与工作轮基本尺寸的确定 m 圆整后取D1= mm = 这时l1/D1= qm/πD12w1sinβ1ρ1τ1= 喷嘴出口直径 DN=D1+2Δ1= 喷嘴数 ZN= 喷嘴喉部宽度 bN≈τNtNsinα1，=πDN/ZNτNsinα1，= 喷嘴叶片高度 lN=qm/ρ*c*bNZN= 圆整取为 工作轮进口叶片高度 l1=lN+Δl= 工作轮出口平均直径 D2m=uD1= 8, 工作轮出口截面积 A2=qm/w2sinβ2ρ2τ2= m2 mm2 工作轮出口内径 轮毂比 kr=D2，，/D1= 一般kr=0.2~0.3 与原值差不多 工作轮出口外径 出口叶片高度 l2=(D2,-D2,,)/2= 13, 进出口叶片平均高度 lm=（l1+l2）/2= 轴向间隙比 δ/lm= 工作轮的子午面扩散角 θ=arctg2（l2-l1）/D1-D2m= （六） 内部损失计算 轮背摩擦损失 由T1，p1可查得空气的动力粘度 η1= *10-6Pa*s 运动粘度 v1=η1/ρ1= m2/s 以喷嘴出口参数定性的雷诺数 Re=μ1D1/v1= 轮背摩擦