rpd000010970 (1012472), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

.

Суммарные потери полного давления в КС подсчитываются по формуле

Потери тепла в КС, главным образом, связаны с неполным сгоранием топлива и оцениваются коэффициентом полноты сгорания . Этот на расчетном режиме достигает значений

При наличии переходного патрубка между турбинами компрессора и винта коэффициент восстановления полного давления лежит в пределах .

Выходные устройства современных ТВВД, как правило, выполняются диффузорными. Коэффициент восстановления полного давления лежит в пределах . Принимаем

1.1.4 Скорость истечения газа из выходного устройства. Коэффициенты полезного действия винта и редуктора

Выбор скорости истечения газа из выходного устройства влияет на распределение свободной энергии между винтом и реактивной струей. Величину оптимальной скорости истечения газа из выходного устройства , обеспечивающую получение максимума суммарной тяги ТВВД выбирают в пределах . Принимаем

.

КПД винтовентилятора для расчетных условий полета может быть выбран на основании статистических данных приведенных на рисунке 1.2

Рисунок 1.2 Зависимость КПД винта и винтовентилятора от скорости полета

Для выбранного расчетного режима КПД ВВ выбирается согласно данным, взятым из источника .

С помощью механического КПД учитывают потери мощности в опорах ротора двигателя и отбор мощности на привод вспомогательных агрегатов, обслуживающих двигатель и летательные аппараты. Эти величины, как правило, не превышают 1...2% мощности, передаваемой ротором, поэтому обычно Большие значения механического КПД соответствуют более крупным двигателям. КПД редуктора зависит от передаточного отношения, типа редуктора и режима его работы. На расчетных режимах обычно для ТВВД

1.2 Термогазодинамический расчёт двигателя на ЭВМ

Рисунок 1.3 Схема двигателя

Целью термогазодинамического расчета двигателя является определение основных удельных параметров ( удельной эквивалентной мощности, удельного расхода топлива) и расхода воздуха , обеспечивающего требуемую мощность . В результате расчета определяются также температура и давление заторможенного потока в характерных сечениях проточной части двигателя и основные параметры, характеризующие работу его узлов.

С помощью программы gtd. exe [1] выполняем термогазодинамический расчет ГТД.

Исходными данными для расчета являются параметры, выбранные в предыдущем разделе.

Для авиационного керосина, используемого в качестве топлива: теплотворная способность топлива Нu =43000 кДж/кг, теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания одного килограмма топлива

L_°=14,8кг_возд/кг_топл.

Исходными данными для расчета являются следующие величины, определяющие расчетный режим двигателя:

Gв - величина расхода воздуха через двигатель;

π_к*, Т*_г - параметры, определяющие термогазодинамический цикл двигателя на расчетном режиме;

, - КПД компрессора и турбин компрессора;

, , - КПД винтовентилятора, механические КПД двигателя и компрессора;

- коэффициент полноты сгорания топлива;

, , - коэффициенты восстановления полного давления в элементах проточной части двигателя.

Так как основной целью термогазодинамического расчета является определение удельных параметров двигателя и , то данный расчет обычно выполняют для Gв=1 кг/с. При этом вычисляют значения параметров рабочего тела в характерных сечениях по проточной части двигателя. Эти данные используют при согласовании параметров компрессора и турбины и при общей компоновке проточной части двигателя.

В таблице 1.1 представлены данные, необходимые для термогазодинами-ческого расчета винтовентиляторного двигателя.

В таблице 1.2 представлены результаты термогазодинамического расчета, выполненного на ЭВМ (файл GTD. rez).

Таблица 1.1 Исходные данные

Таблица 1.2 Результаты термогазодинамического расчёта

1.3 Термогазодинамический расчет на инженерном калькуляторе

Вход в двигатель (сечение н-н). По таблице параметров стандартной атмосферы находим и : = К., = Па.

По приведенным формулам для заданного получаем значения и :

= .

Так как , то .

= = .

Заторможенные параметры воздушного потока на входе в двигатель вычисляем по соотношениям:

= К.

Па.

Вход в вентилятор (сечение в-в)

Температура и давление потока на входе в КНД не будут равны параметрам на входе в двигатель, так как в ТВВД в корневых сечениях лопастей происходит энергообмен корневыми сечениями лопастей и воздухом поступающим в компрессор:

Па.

где: - относительное повышение полной температуры воздуха в корневой части винтовентилятора,

где: - адиабатический КПД корневой части винтовентилятора.

Выход из компрессора (сечения к-к)

Параметры воздуха на выходе из компрессора и работу компрессора (механическую энергию, передаваемую в компрессоре каждому килограмму протекающего через него воздуха) определяют по соотношению

Выход из камеры сгорания (сечение г-г)

где: коэффициент восстановления полного давления в КС;

где: гидравлическое и тепловое сопротивление соответственно.

Гидравлическое сопротивление состоит в основном из сопротивления диффузора и фронтового устройства. Для основных КС . Принимаем .

Тепловое сопротивление является следствием подвода тепла к потоку газа и увеличивается с ростом скорости потока и степени его подогрева. Принимаем .

Тогда

Относительный расход топлива в основной КС вычисляем по уравнению Я.Т. Ильичева:

где комплексы, которые берутся из таблиц по величинам и

коэффициент полноты сгорания топлива в КС;

теплотворная способность топлива.

Потери тепла в КС связаны в основном с неполным сгоранием, поскольку потери тепла из-за отсутствия теплоизоляции стенок на установившихся режимах работы двигателя обычно пренебрежимо малы. На расчетном режиме основных КС, достигает значений . Принимаем равным 0,992.

Тогда с учетом этих величин относительный расход топлива равняется:

Выход из турбины компрессора (сечение тк-тк)

Расход газа через турбину отличается от расхода воздуха, поступающего на вход в компрессор, на количество топлива, введенное в основную камеру сгорания, и количество воздуха, отбираемого на охлаждение горячих элементов конструкции двигателя и нужды летательного аппарата:

где: отбор воздуха на нужды самолета.

принимаем равным 0,09, т.е.9% воздуха, проходящего через компрессор.

Из баланса мощностей выражаем работу ТВД:

где механический КПД ротора, учитывающий потери в опорах ротора и отбор мощности на привод вспомогательных агрегатов, обслуживающих двигатель и летательный аппарат. Эти потери, как правило, не превышают 1…2% от всей мощности, передаваемой ротором, т.е. . Большие значения соответствуют более крупным двигателям. принимаем равным 0,985.

Вычисляем степень понижения давления в турбине компрессора и параметры газа на выходе из нее:

где: изоэнтропический КПД. Принимаем равным 0,871.

Выход из турбины вентилятора (сечение т-т).

Определим работу на валу турбины винтовентилятора по выражению:

где: свободная работа цикла,

где: КПД процесса расширения в турбине винта и выходном устройстве, в первом приближении равный

скорость истечения газа из двигателя

Полученное значение работы турбины винтовентилятора является приближенным из-за неточного задания .

Соответствующее этой величине значения температуры и давления газов за турбиной винтовентилятора и на срезе выходного устройства определяют по таким формулам:

Уточнение значений и и вычисление суммарной степени пониженного полного давления в турбине выполним по таким соотношениям:

, где: ;

так как разница между и , что и уточнение значений не требуется.

Характеристики

Список файлов учебной работы