Формирование облика турбовинтового двигателя АИ-24
Контрольная работа - Транспорт, логистика
Другие контрольные работы по предмету Транспорт, логистика
Контрольная робота
по дисциплине Конструкция и рабочие процессы АД
Тема: Формирование облика турбовинтового двигателя АИ-24
ЗАДАНИЕ
Сформировать облик турбовинтового двигателя АИ-24:э= 2505.12 кВт, при М = 0, Н = 0 км
Рекомендуемые параметры для разрабатываемого двигателя:
) степень повышения давления в компрессоре ?к* = 7,6;
) температура газа перед турбиной Tг* = 1150 К.
Двигатель - прототип - АИ - 24.
Данные прототипа:
степень повышения давления в компрессоре ?к* = 7,6;
температура газа перед турбиной Tг* = 1150 К;
расход воздуха Gв = 13,6 кг/с;
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
- степень двухконтурности;
с - скорость движения воздуха или газа, м/с;
акр - критическая скорость, м/с;
? - приведенная скорость;- окружная скорость, м/с;
Р - давление, Па;
Т - температура, К;- диаметр, м;- массовый расход, кг/с;- площадь проходного сечения, м2;- радиус, м;- удельная работа, Дж/кг;
?* - степень повышения полного давления;
? - коэффициент восстановления полного давления;
? - коэффициент полезного действия;
?м - механический КПД;- число ступеней;
?z - коэффициент нагрузки ступеней турбины;
Индексы:
В - вход в компрессор;
К - выход из компрессора;
Г - вход в турбину;
Т - выход из турбины;
С - выход из реактивного сопла;
ВВЕДЕНИЕ
Для современной авиации применение различных типов газотурбинных двигателей (ГТД) объясняется разнообразием типов самих летательных аппаратов и специфическими требованиями, предъявляемыми каждым типом ЛА к его силовой установке.
В сравнении с поршневыми двигателями внутреннего сгорания газотурбинные двигатели имеют меньшую массу и габариты, но характеризуются большим удельным расходом топлива. Целесообразность применения ГТД обуславливается легкостью, удобством обслуживания, относительной дешевизной, меньшими затратами на эксплуатацию.
В настоящее время в современной авиации применяют различные типы газотурбинных двигателей. Это объясняется разнообразием типов самих летательных аппаратов и специфическими требованиями, предъявляемыми каждым типом летательного аппарата к силовой установке.
В данном курсовом проекте проводится проектировочный расчёт двигателя, прототипом которого является ТВД (АИ-24), сконструированный в ЗМКБ Прогресс. В данном проекте необходимо рассчитать газотурбинный двигатель, который максимально бы отвечал современным требованиям и был конкурентоспособен на рынке газотурбинной техники. При этом обеспечить высокий уровень КПД установки, и достаточно длительный ресурс работы установки.
Для достижения этой цели необходимо провести:
выбор и обоснование основных параметров;
термогазодинамический расчёт двигателя;
согласование параметров компрессора и турбин.
Данный этап позволяет обеспечить оптимальные (рекомендуемые) геометрические и газодинамические соотношения в определяющих облик двигателя расчётных сечениях, обеспечить нормальную загрузку ступеней турбины, компрессора и допустимые напряжения в лопатках турбины.
Отличительными чертами двигателя, послужившего прототипом для данного курсового проекта, являются проверенные десятилетиями эксплуатации показатели надежности, экономичности и большой ресурс. Немаловажным показателем является в совершенстве освоенная технология производства данного ГТД.
Целью данного курсового проекта является разработка приводного газотурбинного двигателя на базе существующего прототипа АИ-24. Также необходимо ознакомится с влиянием различных параметров на рабочий процесс в отдельных узлах двигателя, а также двигателя в целом.
ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ
Целью термогазодинамического расчета является:
определение параметров потока воздуха (газа) (полного давления и полной температуры) в характерных сечениях по тракту двигателя;
определение основных удельных параметров двигателя (удельной мощности, удельного расхода топлива), а также необходимого суммарного расхода воздуха для обеспечения заданной тяги и часового расхода топлива.
На рисунке 1 показана схема турбовинтового двигателя с маркировкой характерных сечений. Выбор значений параметров произведен в соответствии с рекомендациями [1].
турбина компрессор термогазодинамический расчет
Рисунок 1 - Конструктивная схема двигателя АИ-24
Н - Н - невозмущенный поток, окружающая среда.
Вх - Вх - сечение на входе в двигатель.
В - В - сечение на входе в компрессор.
К - К - сечение за компрессором.
Г - Г - сечение за камерой сгорания, перед турбиной.
Т - Т - сечение на выходе из турбины.
С - C - выходное сечение сопла.
Выбор температуры газа перед турбиной
Увеличение температуры газов перед турбиной, при заданной Nэ, позволяет значительно увеличить удельную мощность двигателя и следовательно, уменьшить габаритные (диаметральные) размеры и массу двигателя. Температура газа перед турбиной TГ* = 1150 К.
Выбор степени повышения полного давления в компрессоре
Стремление получить двигатель с высокими удельными параметрами требует увеличения значения степени повышения полного давления (?к*) в компрессоре. Но очень большие значения степени повышения полног