Расчет турбокомпрессора с регулируемым сопловым аппаратом

Автор: Пользователь скрыл имя, 03 Ноября 2011 в 11:02, курсовая работа

Описание работы

Турбонаддув — один из методов агрегатного наддува, основанный на утилизации энергии отработавших газов. Основной элемент системы —турбокомпрессор. На низких оборотах двигателя при недостаточном образовании выхлопных газов нагнетается мало воздуха. Работа турбины практически незаметна и мощность не увеличивается – это явление называют турбояма. Для поддержания оптимальной степени повышения давления (избавление от турбоямы) используют систему турбонаддува с изменяющейся геометрией лопаток (регулируемым сопловым аппаратом, VNT (Variable Nozzle Turbine) ). Изменением размера входного отверстия может управлять как сама величина давления в турбине, используя клапан давления, так и система управления двигателем, используя вакуумный клапан.

Скачать полностью (493.82 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Работа содержит 1 файл

2 ТКР.docx

— 565.24 Кб (Скачать)

Температура газа за направляющим аппаратом

Число Маха

т. е. поток газа дозвуковой и сопло надо выполнять суживающимся.

Радиальная и окружная составляющие абсолютной скорости газа перед рабочим колесом (см. рис. 17.6)

где — угол выхода потока из направляющего аппарата.

Угол входа потока на лопатки рабочего колеса

где — окружная скорость на наружном диаметре колеса.

С целью повышения КПД турбины принимают Условная адиабатическая скорость истечения газа

Параметры быстроходности турбины

лежат в диапазоне

Относительная скорость потока перед колесом

Наружный диаметр рабочего колеса

Необходимо иметь в виду, что

Потери энергии в направляющем аппарате

Входной диаметр направляющего аппарата

Показатель политропы расширения в направляющем аппарате,

Давление газа на выходе из направляющего аппарата

Плотность газового потока

Ширина лопаток направляющего аппарата

Расчет рабочего колеса. Адиабатическая работа расширения газа в колесе турбины

Данные расчета конструктивных параметров рабочего колеса запишем в таблицу 5.1

Параметры

Значения, м

Внутренний диаметр при

Втулочный диаметр при

Среднеквадратический диаметр колеса на выходе

Ширина лопаток колеса на входе

Ширина лопаток при

где — коэффициент скорости; — относительный среднеквадратичный диаметр колеса на выходе.

Окружная скорость на диаметре

Считая выход потока газа осевым из треугольника скоростей (см. рис. 125) находим величину абсолютной скорости на выходе из колеса

Температура газа на выходе колеса

где — коэффициент дисковых потерь.

Адиабатический КПД турбины без учета потерь с выходной скоростью

Адиабатический КПД турбины с учетом потерь с выходной скоростью

Общий КПД турбины

где - механический КПД турбокомпрессора.

КПД турбокмпрессора

Мощность развиваемая турбиной

Расчет особенностей работы турбокомпрессора на режимах частичной мощности ДВС.

Данный расчет производится по аналогии с расчетом для номинального режима работа турбины и компрессора, используя метод итераций. Результаты расчета представлены в виде таблиц 5.2, 5.3, 5.4, а также графиков функций зависимостей КПД турбины, компрессора, степени повышения давления и эффективного КПД двигателя от частоты вращения двигателя, представленных на рисунках 5.3, 5.4, 5.5.

Таблица 5.2 Основные параметры двигателя

ne	2000	1750	1500	1250	1000	750	500
ge	212	203,3875	201,4	206,0375	217,3	235,1875	259,7
Ne	190	181,732	164,5875	140,793	112,575	82,16016	51,775

Таблица 5.3 Результаты расчета компрессора на режимах частичной мощности работы ДВС

Gв	0,3569255	0,32752	0,293727	0,257049	0,216765	0,171224	0,119146
Qв	0,2999374	0,275231	0,24683	0,216007	0,182156	0,143885	0,100123
πк	1,37	1,33	1,3	1,26	1,22	1,17	1,12
Lад.к	27699,	24985,05	22910,44	20090,42	17205,71	13503,2	9685,889
u2	214,8636	204,0631	195,4075	182,9864	169,3404	150,0178	127,0557
nк	37324,3	35448,13	33944,55	31786,87	29416,4	26059,84	22071,05
c2u	179,196	170,1886	162,9698	52,6107	141,2299	125,1148	105,9644
c2r	64,45908	61,21893	58,62224	54,89593	50,80213	45,00534	38,11671
c2	190,43	180,8644	173,1927	162,1838	150,0891	132,9632	112,6115
c4	90,14580	74,67881	62,17497	56,46755	49,26199	39,99004	51,29666
ηад.к	0,70706	0,672246	0,63355	0,588248	0,552536	0,497878	0,438295
Nк	13,9827371	12,17294	10,62177	8,778984	6,749965	4,643841	2,633012

Таблица 5.4 Результаты расчета турбины на режимах частичной мощности работы двигателя.

Gг	0,368114	0,337792	0,302935	0,265107	0,223561	0,176591	0,122881
pт	0,12485	0,123597	0,122976	0,121745	0,119927	0,117557	0,114675
Lад.т	49979,9412	47416,87	46135,33	43572,26	39727,65	34601,5	28193,81
ρт	0,5	0,52	0,54	0,56	0,58	0,6	0,6
Lс	24989,97	22760,1	21222,25	19171,79	16685,61	13840,6	11277,53
с1	210,148224	200,5533	193,6594	184,0663	171,7172	156,3941	141,1724
α1	25	20	15	10	5	4	2
c1r	88,81247	68,59328	50,12274	31,96277	14,96614	10,9095	4,926845
c1u	190,4589	188,4585	187,0606	181,2699	171,0638	156,0131	141,0864
β	105,36497	102,8164	99,45459	93,07408	83,43118	61,20901	19,3486
cад.	316,1643	307,9509	303,7609	295,2025	281,8781	263,0646	237,4608
Х	0,6795947	0,662648	0,643294	0,619868	0,600758	0,57027	0,53506
w1	92,10451	70,34587	50,81298	32,00883	15,06504	12,44833	14,87058
w2	129,6934	116,5072	107,5345	100,2917	92,3658	87,9282	86,7636
u2ср	102,5485	97,39375	93,26265	87,33443	80,82156	71,5994	60,64022
c2	79,398853	63,94047	53,5326	49,30632	44,71371	51,03817	62,0539
T2	881,93155	884,7791	886,8768	889,215	891,2964	893,7247	896,2428
ηад.т	0,8039329	0,823889	0,835942	0,839103	0,841837	0,829359	0,79871
ηт	0,7637362	0,782694	0,794145	0,797147	0,799745	0,787891	0,758775
ηтк	0,6139927	0,644853	0,663859	0,668888	0,673255	0,653444	0,606041
Nт	14,051478	12,53644	11,09898	9,208085	7,102964	4,814262	2,628768
ηэ	0,4001492	0,417094	0,42121	0,411729	0,390389	0,360698	0,326652

Рисунок 5.3 Графики зависимости КПД турбины и компрессора от частоты вращения коленчатого вала ДВС

Рисунок 5.4График зависимости степени повышения давления от частоты вращения коленчатого вала ДВС

Рисунок 5.5 График зависимости эффективного КПД двигателя от частоты вращения коленчатого вала

Информация о работе Расчет турбокомпрессора с регулируемым сопловым аппаратом