Термогазодинамический расчет основных параметров турбореактивного двигателя типа ТРДДсм на базе АИ-222-25 для учебно-боевого самолета
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
Дж/кгK.
Удельная теплоёмкость при постоянном давлении: Cp =1005 Дж/кгК; Срг=1160 Дж/кгК.
1.1.6 Потери в элементах проточной части двигателя
Потери в элементах проточной части двигателя задаются значениями коэффициентов восстановления полного давления в этих элементах.
Коэффициент восстановления полного давления для входных устройств:
Для входных устройств ТРДД sВХ составляет 0,97…0,995. Принимаем sВХ=0,975.
Потери полного давления в камере сгорания вызываются гидравлическим и тепловым сопротивлением. Гидравлическое сопротивление определяется в основном потерями в диффузоре, фронтовом устройстве камеры сгорания, при смешении струи газов, имеющих различные плотности, при повороте потока газов s гидр=0,93... 0,97, принимаем s гидр = 0,95.
Тепловое сопротивление возникает вследствие подвода тепла к движущемуся газу sтепл >0,97... 0,98. Примем величину коэффициента теплового сопротивления sтепл = 0,98. Определяем величину коэффициента потерь полного давления в камере сгорания:
s кс = s гидр. s тепл = 0,950,98=0,93.
Потери тепла в камерах сгорания, главным образом, связаны с неполным сгоранием топлива и оцениваются коэффициентом полноты сгорания ?г. Этот коэффициент на расчётном режиме достигает значений 0,97.. .0,99.
Выбираем ? г = 0,99.
При наличии переходного канала между компрессорами ВД и НД коэффициент восстановления полного давления ?пт выбирается в пределах ?пт =0,985…1. Принимаем ?пт=0,985.
Коэффициент восстановления полного давления в переходном канале между каскадами компрессора принимаем равным ?вк=0,985.
С помощью механического КПД учитывают потери мощности в опорах двигателя, отбор мощности на привод вспомогательных агрегатов, обслуживающих двигатель. Механический КПД находится в интервале ?m=0,98...0,995. Для ротора высокого давления принимаем ?m вд=0,985. Для ротора вентилятора ?m в=0,99.
При истечении газа из суживающегося сопла возникают потери, обусловленные трением потока о стенки сопла, а также внутренним трением в газе. Эти потери оцениваются коэффициентом скорости ?с. Для сопел принимаем ?с1=0,99, ?с2=1.
При малом различии скоростей потоков наружного и внутреннего контуров на входе в камеру смешения, обусловленном равенством статических и примерным равенством заторможенных давлений в этом сечении, потери на смешение невелики и могут задаваться значением коэффициента s см=0,98... 0,99, принимаем s см = 0,985.
Для задания простого суживающего сопла принимается pс =1, а полное расширение газа в сопле при сверхкритическом перепаде давлений реализуется при pс =0,1. Принимаем pс1 =0,1, pс2 =1,
Современные двигатели имеют сложную систему охлаждения горячих частей (первые ступени турбины). Необходимо также производить подогрев элементов входного устройства, поскольку попадание в проточную часть двигателя льда может привести к повреждению лопаток. Для всех этих нужд требуется воздух, отбираемый из-за компрессора или какой-либо его ступени. Отбор сжатого воздуха оценивается относительной величиной Для расчёта принимаем =0,100.
.2 Термогазодинамический расчёт двигателя на ЭВМ
Рисунок 1.1 - Схема двигателя
Целью термогазодинамического расчета двигателя является определение основных удельных параметров (Pуд - удельной тяги, Суд - удельного расхода топлива и расхода воздуха Gв).
С помощью программы rdd.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 =14,8кгвозд/кгтопл.
Исходными данными для расчета являются следующие величины, определяющие расчетный режим двигателя:
Gв - величина расхода воздуха через двигатель;
?к*, Т*г - параметры, определяющие термогазодинамический цикл двигателя на расчетном режиме;
, - КПД компрессора и турбины компрессора;
,, - КПД вентилятора, 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 Руд и Суд, 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 термогазодинамического расчета двухконтурного двигателя.
В таблице 1.2 представлены результаты термогазодинамического расчета, выполненного на ЭВМ (файл Rdd.rez).
В результате термогазодинамического расчёта на ЭВМ определены удельная тяга двигателя и удельный расход топлива .
.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).