Расчет параметров состояния рабочего тела и энергетических характеристик газотурбинного двигателя - Практическая работа

бесплатно 0
4.5 185
Определение характеристик воздуха на заданной высоте полета и оптимальной степени сжатия в компрессоре. Оценка коэффициента избытка воздуха. Расчет состава продуктов сгорания и рабочей смеси и основных параметров состояния в характерных точках цикла.


Аннотация к работе
Министерство образования Российской Федерации Самарский государственный аэрокосмический университет имени Академика С. П. «Расчет параметров состояния рабочего тела и энергетических характеристик газотурбинного двигателя»АДИАБАТНЫЙ ПРОЦЕСС, УНИВЕРСАЛЬНАЯ ГАЗОВАЯ ПОСТОЯННАЯ, ИЗОБАРНЫЙ ПРОЦЕСС, ЭНТАЛЬПИЯ, ЭНТРОПИЯ, ТЕПЛОЕМКОСТЬ, ЦИКЛ ГТД, ТЕПЛОТА, ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ. Цель работы: расчет параметров состояния рабочего тела и энергетических характеристик ГТД. В результате работы определены: параметры состояния рабочего тела в термодинамических процессах идеального цикла ГТД, его энергетические показатели.Авиационные двигатели принадлежат к классу тепловых двигателей внутреннего сгорания, внутри которых происходит сжигание топлива и преобразование части выделившегося тепла в работу. Все газотурбинные двигатели (ГТД) имеют газогенератор (турбокомпрессор), включающий в себя компрессор, камеру сгорания и газовую турбину, преобразующий потенциальную энергию топлива в так называемую свободную энергию, которая затем с помощью специальных устройств преобразуется в тягу или мощность. ? - параметр (характеристика) относится к воздуху ?? - параметр (характеристика) относится к продуктам сгорания opt - оптимальный; Рассчитать идеальный цикл ГТД тягой R при полете с числом М за время ? (час) по заданной высоте Н при температуре Т3 газа перед турбиной.В ГТД, изображенном на рисунке 1, набегающая струя воздуха, движущаяся со скоростью полета, тормозится в диффузоре, где происходит предварительное сжатие воздуха. Из компрессора воздух поступает в камеру сгорания, куда форсунками подается топливо, и где происходит сгорание топливовоздушной смеси, сопровождающееся повышением температуры газа.Расчет массовых и мольных долей компонентов и теплоемкости производится для воздуха, потребляемого двигателем самолета на высоте полета Н = 9000м и скорости полета V = 0,8M. Для газовой смеси определим: изобарную теплоемкость: изохорную теплоемкость: удельную газовую постоянную: показатель адиабаты: 2.2 Определение (рк)opt - оптимальной степени сжатия в компрессореОсновано на обеспечении заданной температуры перед турбиной.Массы продуктов сгорания (кг): (6) Количества вещества продуктов сгорания (моль): (10) Мольные доли компонентов (моль): (14)Воздух 1039 915 815 1859 Воздух 742 655 626 1397 Mi, моль Воздух 26.90 7.03 0.26 0.57Процесс 0-1 - адиабатное сжатие воздуха в диффузоре. Процесс 1-2 - адиабатное сжатие воздуха в компрессоре: (25) Процесс 2-3 - изобарный подвод тепла в камере сгорания: , - степень повышения температурыРасчет теплоты процессов и тепла за цикл: q0-1 = 0, q1-2 = 0, , q3-4 = 0, q4-5 = 0, Расчет работы процесса и работы за цикл: - работа сжатия газа в диффузоре, - работа сжатия газа в компрессоре , - работа газа в турбине, - работа реактивного сопла, - работа цикла, Проверка: Результаты расчета сводятся в таблицу 8. Таблица 8 - Основные параметры состояния рабочего тела в узловых точках цикла, изменение калорических параметров в процессах и за весь цикл идеального ГТДОпределение значений параметров p и v в промежуточных точках процессов 1-2 и 3-4, 4-5 позволяет построить достаточно точные графики. Поскольку процессы 0-1-2 и 3-4-5 адиабатные, то для любой пары точек на них справедливы соотношения: Отсюда, задаваясь значениями параметров и используя известные величины , найдем параметры промежуточных точек: Расчетные значения промежуточных точек процессов, как и характерных откладываем на графике p-v и через них проводим плавную кривую процесса (см. рисунок 2). Для построения цикла ГТД в T-S координатах необходимо интервалы изменения температур от до и до разбить на четыре примерно равные части. Для значений температур процессов , вычисляем соответствующие изменения энтропии рабочего тела в процессах 2-3 и 0-5 по соотношениям: Вычислим параметры промежуточных точек для построения графика цикла ГТД в T-S координатах: Точка а/: Точка b/: Точка c/: Точка d/: Полученные изменения энтропии откладываем в принятом масштабе на T-S диаграмме и по выбранным значениям Т находим координаты промежуточных точек процесса, через которые проводим плавную кривую (см. рисунок 3). Вычислим скорости набегающего потока С0 и скорость истечения газа из реактивного сопла С5 , а также удельную тягу двигателя Rуд, секундный расход воздуха Gвозд, массу двигателя Gдв, суммарную массу топлива Gt, термический КПД и термический КПД цикла Карно, действующего в том же интервале максимальной и минимальной температур.В данной работе был произведен расчет термодинамических параметров и энергетических величин газотурбинного двигателя для заданного режима полета. Работа цикла была определена двумя методами - аналитическим и графическим, и была произведена оценка погрешности, ее величина составила 6,7% для P-V координат и 0,3% для T-S координат.

План
СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Описание работы и схема ГТД

2. Расчет состава рабочего тела

2.1 Определение характеристик воздуха на заданной высоте полета H

2.2 Определение (рк)opt - оптимальной степени сжатия в компрессоре

2.3 Определение коэффициента избытка воздуха a 2.4 Расчет состава продуктов сгорания и рабочей смеси

3. Расчет параметров состояния рабочего тела и энергетических характеристик двигателя

3.1 Расчет основных параметров состояния в характерных точках цикла

3.2 Определение калорических величин цикла ГТД

3.3 Расчет параметров состояния рабочего тела в промежуточных точках процессов сжатия и расширения

3.4 Расчет энергетических характеристик ГТД3.6 Определение работы цикла графическим путем

3.7 Определение теплоты цикла графическим путем

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список использованной литературы
Заказать написание новой работы



Дисциплины научных работ



Хотите, перезвоним вам?