124173 (689888), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Точка 2. Процесс 1–2 – адиабатное сжатие воздуха в компрессоре:
Точка 3. Процесс 2–3 – изобарный подвод тепла в камере сгорания:
,
– степень повышения температуры
Точка 4. Процесс 3–4 – адиабатное расширение продуктов сгорания в турбине:
Точка 5. Процесс 4–5 – адиабатное расширение в реактивном сопле ГТД до давления окружающей среды
:
4. Расчет калорических величин цикла ГТД
4.1 Определение изменений калорических величин в процессах цикла
Внутренняя энергия в процессе:
(9)
Энтальпия:
(10)
Энтропия для изобарного процесса вычисляется по формуле:
(11)
4.2 Расчёт теплоты процессов и тепла за цикл
Подводимую и отводимую удельные теплоты в изобарном процессе рассчитаем по формуле:
(12)
Таким образом,
.
Вычислим
:
.
4.3 Расчёт работы процесса и работы за цикл
– работа сжатия газа в диффузоре
– работа сжатия газа в компрессоре
– работа газа в турбине
– работа реактивного сопла
Рассчитаем
:
Результаты расчётов представлены в таблице 8.
Таблица 8 – Основные параметры состояния рабочего тела в узловых точках цикла, изменение калорических параметров в процессах и за весь цикл идеального ГТД
| Значения | Точки | Для цикла | ||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||
|
| 0,265 | 0,736 | 5,89 | 5,89 | 2,94 | 0,265 | - | |
|
| 2,427 | 1,17 | 0,265 | 0,66 | 1,084 | 6,053 | - | |
|
| 223,3 | 299 | 542 | 1350 | 1107 | 557 | - | |
| Значения | Процесс | Для цикла | ||||||
| 0–1 | 1–2 | 2–3 | 3–4 | 4–5 | 5–0 | |||
|
| 55 | 177 | 589 | -177 | -401 | -243 | 0 | |
|
| 77 | 247 | 822 | -247 | -560 | -339 | 0 | |
|
| 0 | 0 | 0,9 | 0 | 0 | -0,9 | 0 | |
|
| 0 | 0 | 822 | 0 | 0 | -339 | 483 | |
|
| -77 | -247 | 0 | 247 | 560 | 0 | 483 | |
5. Расчет параметров состояния рабочего тела в промежуточных точках процессов сжатия и расширения
5.1 Расчёт для процессов, изображаемых в p-v-координатах
Определение значений параметров p и v в промежуточных точках процессов 1–2, 3–4 и 4–5 позволяет построить достаточно точные графики. Поскольку процессы 1–2 и 3–4–5 адиабатные, то для любой пары точек на них справедливы соотношения:
Отсюда, задаваясь значениями параметров
и используя известные величины
, найдём параметры промежуточных точек:
Значения точек сведём в таблицу 9.
Промежуточные точки процессов также, как и характерные, откладываем на графике p-v и через них проводим плавную кривую процесса.
5.2 Расчёт для процессов, изображаемых в T-S-координатах
Для построения цикла ГТД в T-S координатах необходимо интервалы изменения температур от
до
и
до
разбить на три 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 TS координатах:
Значения полученных точек отразим в таблице 9.
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.
Таблица 9 – Параметры состояния рабочего тела в промежуточных точках процессов и изменение энтропии
| Параметр | Точки | |||||||||
| a | b | c | d | e | f | g | ||||
|
| 1,06 | 1,51 | 2,42 | 4,50 | 1,25 | 0,71 | 0,47 | |||
|
| 0,9 | 0,7 | 0,5 | 0,8 | 2 | 3 | 4 | |||
| Параметр | a | b | c | d | ||||||
| T, K | 811 | 1081 | 446 | 335 | ||||||
| Параметр | Процесс | |||||||||
| 2-a | 2-b | 0-c | 0-d | |||||||
|
| 0,410 | 0,703 | 0,702 | 0,412 | ||||||
6. Расчет энергетических характеристик ГТД
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
, термический КПД
и термический КПД цикла Карно
, действующего в том же интервале максимальной и минимальной температур.
Скорость набегающего потока:
Скорость истечения рабочего тела из сопла двигателя:
Удельная тяга двигателя:
Расход воздуха:
Масса двигателя:
Суммарная масса топлива за время полёта:
Термический коэффициент полезного действия ГТД:
Термический коэффициент полезного действия ГТД по циклу Карно:
Таблица 10 – Энергетические характеристики идеального ГТД
|
|
| | C0, м/с | C5, м/с | |||||
| 8 | 483 | 18 | 390 | 1058 | |||||
| Gдв, кг |
|
|
| Gвозд, кг/с | Rуд, м/с | ||||
| 122,5 | 352,5 | 59 | 83 | 6,80 | 669 | ||||
Список использованных источников
-
Мухачев Г.А., Щукин В.Е. Термодинамика и теплопередача. М.: Высшая школа, 1991 г. – 400 с.
-
Кирилин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. М: Энергоатомиздат, 1983 г. – 416 с.
-
Сборник задач по технической термодинамике и теплопередаче / Под редакцией Б.Н. Юдаева. М.: Высшая школа, 1968 г. – 372 с.
-
Требования к оформлению учебных текстовых документов: Метод. указания/ Сост. В.Н. Белозерцев, В.В. Бирюк, А.П. Толстоногов/ Куйбышев. авиац. ин-т. Куйбышев, 1988. – 29 с.
-
Белозерцев В.Н., Бирюк В.В., Толстоногов А.П. Методические указания по оформлению пояснительной записки к курсовой работе (проекту)/ Куйбышев. авиац. ин-т. Куйбышев, 1987. – 16 с.
-
Меркулов А.П. Техническая термодинамика: Конспект лекций/ Куйбышев. авиац. ин-т. Куйбышев, 1990. – 235 с.
-
Толстоногов А.П. Техническая термодинамика: Конспект лекций/ Куйбышев. авиац. ин-т. Куйбышев, 1990. – 100 с.















