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流体机械课程设计 ——离心压缩机热力设计 班 级 ： 能动B91班 姓 名 ： 张 义 学 号 ： 2009031024 指导教师： 祁大同 二〇一三年一月至三月  目 录 TOC \o 1-2 \h \z \u 一、设计任务： 1 1. 设计参数： 1 2. 设计方法：效率法。 1 二、设计参数整理与计算： 1 1. 气体的物性参数 1 2. 流量 1 3. 压力比 1 三、设计方案计算： 1 1. 中间冷却及分段 1 2. 各段进口体积流量qV,in与多变压缩功Wpol的计算 3 3. 各段基本参数的选取及各段级数i和圆周速度u2的初步计算 3 4. 压缩机转速n的确定及各段叶轮宽度b2和平均轴径比dZm/D2m的核算 4 四、逐级详细计算 7 1. 该段的设计参数 7 2. 经方案计算后设计参数 7 3. 第二段进口法兰截面处参数 8 4. 逐级各截面热力参数 8 五、第二段吸气室和蜗壳的设计 11 1. 吸气室设计 11 2. 蜗壳设计 13 六、作图 14 1. 第二段子午剖面流道图 14 2. 第二段首级叶轮图 14 3. 第二段首级扩压器 14 4. 第二段弯道加回流器 14 5. 第二段蜗壳 14 6. 第二段吸气室 14 流体机械课程设计 流体机械课程设计 18- 19- 一、设计任务： 设计参数： p p 工质为干空气，取R=29.27kg?m/kg?K 设计方法：效率法。 二、设计参数整理与计算： 气体的物性参数 工质气体的气体常数R和定熵指数k分别为 R=29.27kg?m/ κ=1.4 流量 进口状态下的体积流量qV,in q 考虑到压缩机存在外漏气，压缩机的进口流量应取得比设计任务中提出的流量大一些。现选取qV,in,计=1.02q q 压力比 由给定的压缩机进、出口压力，计算压力比 p p ε= 为使压缩机性能不低于设计任务要求，将升压Δp提高2%，确定设计计算的压力比ε Δ ε 三、设计方案计算： 中间冷却及分段 根据计算压比的数值，参考压缩机的分段数N与省功比?W的关系曲线，选择中间冷却次数Z=2进行段压力比的计算和设计。 各段进口温度： T T T 取各段的多变效率 η 则各段系数为 Y Y 取整机平均压力损失比 λ 可得各段计算压力比为 ε ε ε 为满足各级设计上的合理性，对上述各段的计算压力比作适当调整，把第一、二段的压力比升高一些，把第三段的压力比降低一些。调整后的各段压力比和进、出口压力如下表： 表31 调整后的各段压力比和进出口压力 名 称 单位 第Ⅰ段 第Ⅱ段 第Ⅲ段 备注 调整前的计算压力比ε -- 2.4803 2.0537 1.8812 调整后的计算压力比ε -- 2.5901 2.1386 1.7427 调整前后的压力比偏差e -- 4.4% 4.1% -7.4% 容许 段的进口压力p MPa 0.0960 0.2447 0.5128 段的出口压力p MPa 0.2497 0.5233 0.9142 冷却器压力损失比λ MPa 0.9800 0.9799 平均0. 段的进口温度T K 309 309 校核段压比： ε= 各段进口体积流量qV,in与多变压缩功Wpol的计算 各段进口体积流量qV 第一段进口体积流量 q 第二段进口体积流量 q 第三段进口体积流量 q 各段多变压缩功Wpol的 各段的指数系数 σ σ σ σ 各段的多变压缩功W W W W 各段基本参数的选取及各段级数i和圆周速度u2的初步计算 下表给出了一组各段基本参数选取及段的级数i和圆周速度u2 表32 各段基本参数选取及段的级数i和圆周速度u_2的初步计算 名称 单位 段数 备注 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 叶轮叶片出口角β ° 90 60 45 选取 流量系数φ -- 0.33 0.29 0.25 选取 叶轮叶片数Z 片 24 24 24 选取 周速系数φ 0.8691 0.7134 0.6274 轮阻与漏气损失系数β -- 0.018 0.024 0.030 选取 多变效率η -- 0.83 0.81 0.79 选取 流动效率η -- 0.8449 0.8294 0.8137 能量头系数ψ -- 0.7343 0.5917 0.5105 初步选取圆周速度u m/s 260 250 230 选取 段的多变压缩功W kJ/kg 96.91 76.19 54.52 计算级数i -- 1.9523 2.0602 2.0189 圆整后的级数i -- 2 2 2 选取 圆整后