Проектировочный расчет газотурбинного двигателя мощностью 10,5 МВт
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
?ходном устройстве, т.е. равенстве Тс*=Тт*.
Уточняем значения Lтв и Тт* и вычисляем суммарную степень понижения полного давления в турбине по соотношениям:
, где
Дж/кг.
К;*=TT*=759,1 K.
.
Удельные параметры двигателя
Удельную эквивалентную мощность при работе двигателя на месте определяют по формуле:
кВтс/кг
Удельный расход топлива для ГТД определяем по соотношению:
кг/кВтч.
Мощность двигателя для ГТД определяем из соотношения:
Ne = Ne уд*Gв = 299.63*35 = 10500 кВт.
Таблица 1.2.3
Результаты расчета
ВеличинаРазмерностьЗначениеВеличина РазмерностьЗначениеLкДж/кг439337?тв*-3,71Lтк-443774,7-16,07?тк*-4,333NеудкВтс/кг299,63qт-0,0197секг/кВтч0,237?кс-3,430Gвкг/с35LсвДж/кг331140,5Gткг/ч2488,5Lтв-299625,5
Распределение параметров газа по сечению Таблица 1.2,4
СечениеТ*, КР*105, ПаПримечанияН-Н288,151,0133Тн=288,15 КВ-В288,150,9930Рн=101325 ПаК-К720,9317,874Г-Г1400,016,998ТК-ТК1017,433,9229Т-Т760,51,0578С-С760,51,0367Тс=756,2 К
Выводы
Выбор параметров двигателя в конечном итоге оказывает влияние на эффективность летательного аппарата, для оценки которой мы использовали такие критерии как удельная мощность Nеуд и удельный расход топлива Се. А основными параметрами рабочего процесса двигателя, влияющими на его удельные параметры, являются температура газа перед турбиной Тг* и степень повышения давления в компрессоре Пк*.
В результате термогазодинамического расчета двигателя получили следующие параметры: удельная мощность Nеуд=299.63 кВтс/кг, удельный расход топлива Сеуд=0.237 кг/кВтч. Определили давление и температуру заторможенного потока в характерных сечениях. Таким образом, в качестве расчетных примем расчеты на ЭВМ, т.к в ручном счете мы принимали Cp=1160 и К = 1.33, что не соответствует истинности, поэтому полученные значения основных удельных параметров проектируемого двигателя на ЭВМ соответствуют уровню значений параметров современных двигателей.
.3 Согласование параметров компрессора и турбины
.3.1 Выбор параметров к расчету
Параметры рабочего тела.
В расчетах принимаются:
для воздуха к = 1,4; R = 287 Дж/(кгК); Cp = 1005 Дж/(кгК); в = 0,0404 (кгК/Дж)0,5;
для продуктов сгорания кг = 1,33; R = 288 Дж/(кгК); Cp = 1160 Дж/(кгК); г = 0,0396 (кгК/Дж)0,5;
Исходные данные
Исходные данные, необходимые для согласования параметров компрессоров и турбин, полученные в ходе теплового расчета двигателя, приведены ниже в табл.1.3.1.
Мощность двигателя Ne =10500 кВт;
Отношение работы КНД к работе всего компрессора Lкнд/Lк=0.40;
Коэффициент восстановления полного давления в переходном канале между КНД и КВД =0.99.
Таблица 1.3.1
УзелПараметрыКНДК=2 Z=6 Dвт/Dк=0.68 Св=180м/с Ск=160м/с Uк=355м/с =0.88 КВДК=1 Z=7 Dвт/Dк=0.825 Св=180м/с Ск=135м/с Uк=360м/сТВДК=2 Z=1 Dср/Dк=1.15 q(?)=0.3 Cт=190м/сТНДК=3 Z=1 Dср/Dк=1.057 Cг=180м/с Cт=195м/с ТСК=2 Z=2 Dср/Dк=1.098 ?z=3.2 Cг=185м/с Cт=190м/с
Для получения более достоверных результатов согласование проводим на ЭВМ.
.3.2 Согласование параметров компрессора и турбины на ЭВМ
Увязка параметров турбокомпрессорной части ВРД является одним из самых важных этапов проектирования двигателя. Качественное выполнение этого этапа позволяет обеспечить оптимальные геометрические и газодинамические соотношения в определяющих облик двигателя расчётных сечениях, обеспечить нормальную загрузку ступеней турбины и допустимые напряжения в её рабочих лопатках.
Основой расчета является выбор основных геометрических соотношений по прототипу. Предполагается также осевое течение во всех расчетных сечениях двигателя.
Расчет производится с помощью программы Slgt2.exe. Ввод данных производится в диалоговом режиме. Результат представлен в виде распечатки в табл.1.3.2. Схема увязки турбокомпрессора проектируемого ТваД представлена на рис.1.3.1.
Таблица 1.3.2
Формирование облика ГГ и ТC ГТД-2-1 ( КВД - ОК или ОЦК )
Исходные данные:уд= 298.1 Сe = .2324 КПДк= .8470 КПДтк= .8960к = 432790. Lтк*= 453330. Lтс*= 298120. КПДтс= .9150г =1208.3 Kг =1.3121 Cpв =1034.7 Kв =1.3839= 10500. Gв = 35.22в = .680 Dсртн/Dк =1.057 Dсртc/Dк =1.100во= .922 D1цс/Dкко=1.000 D2цc/Dко =1.000цс/D2цс=1.000 Dсpтв/Dко=1.150кн/Lк = .400 КПДкн* = .880 Sркнв = .990ок/Lкв=1.000 КПДок* = .885 Sркоц =1.000тс =3.200 Sртвн = .990 Sртнс =1.000к = 355.0 Uквд = 360.0
Результаты pасчета:
* КНД * Кф = 2 Zк = 6.
Lк*= 171385. Пiк*= 4.374 КПД*= .8800 Uк = 355.0
Dк = .6681 dob = .6800 dok = .8700 Hzc= .2479
nнд =10148.
* ОК ВД * Кф = 1 Zк = 7.к*= 257077. Пiк*= 4.157 КПД*= .8853 Uк = 360.0к = .5088 dob = .8250 dok = .9222 Hzc= .2834вд =13512.
* ТВД * Кф = 2 Zт = 1.т*= 271998. Пiт*= 2.297 КПД*= .8960 (h/D)г= .0608ср= 414.0 Mz = 1.587 Dcр = .5851 (h/D)т= .0819р = 140.4 Tw* =1245.8
* ТHД * Кф = 3 Zт = 1.т*= 181332. Пiт*= 1.959 КПД*= .8642 (h/D)г= .0637ср= 369.3 Mz = 1.330 Dcр = .7062 (h/D)т= .0935р = 127.5 Tw* =1081.2
* ТC * Кф = 2 Zт = 2.т*= 298120. Пiт*= 3.609 КПД*= .9150 (h/D)г= .0905ср= 305.2 Mz = 3.200 Dcр = .7350 (h/D)т= .2459р = 229.1 Tw* = 816.7 nтс = 7932.
Сечение\Паpаметp: T* : P* : C : C/акp : F : Па : м/с : --- : кв.м
в - в 288. 99299. 180.0 .5809 .1885
к кнд - к кнд 454. 434331. 160.0 .4115 .0709
в квд - в квд 454. 429988. 180.0 .4629 .0649
к - к 702. 1787400. 135.0 .2791 .0304
г - г 1400. 1699800. 129.4 .1915 .0654
т твд - т твд 1175. 740076. 190.0 .3069 .0881
г тнд - г тнд 1175. 732675. 180.0 .2907 .0936
т тнд - т тнд 1025. 381610. 195.0 .3372 .1465
г тс - г тс 1025. 381610. 185.0 .3200 .1537
т - т 778. 105740. 190.0 .3771 .4172
н1 Dcp1 Dвт1 Dн2 Dcp2 Dвт2 Zст НД .6681 .5713 .4543 .6096 .5713 .5303 6.
ОK ВД .5088 .4664 .4198 .5088 .4894 .4692 7.Д .6208 .5851 .5495 .6331 .5851 .5372 1.НД .7273 .6838 .6402 .7723 .7062 .6402 1..8015 .7350 .6684 .9157 .7350 .5543 2.
Согласование параметров компрессора и турбиныср тнд/Dк кнд=1.057 ср твд/Dк квд=1.15ср тнд=Uк* (Dср тнд/Dк кнд)=360*1.057=380.52 м/сср твд=Uк* Dср твд/Dк квд=360*1.15=414 м/с*кнд=0.4(L*kE)*кнд=0.4*434943.63=173977.452 Дж/кг*квд=0.6*434943.63=264940.3 Дж/кг*тнд= L*кнд/?м=176626.8 Дж/кг*твд= L*квд/?м=264940.3 Дж/кг
?ТВД= L*твд/ Uср2 тнд=1.22
?ТНД= L*тнд/ Uср2 тнд=1.545тс=299625.5 Дж/кг
Zтс=2 Мср=1.6
Uср тс= м/с
Выводы