Конструкторско-технологическая подготовка мелкосерийного производства валов агрегатов авиационных двигателей на специализированном участке
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
пускаемое значение Т*г.
Увеличение температуры газов перед турбиной позволяет значительно увеличить удельную тягу двигателя и следовательно, уменьшить габаритные размеры и массу двигателя. Для обеспечения надежности работы турбины при высоких значениях температуры газа (Тг*>1250 К) необходимо применять охлаждаемые лопатки. Потребное количество охлаждающего воздуха зависит от температуры газа и способа охлаждения турбины, что приводит к снижению удельной тяги и росту удельного расхода топлива. С учетом использования конструктивных материалов двигателя-прототипа принимаем TГ*=1475 К
Общая степень повышения полного давления в компрессоре
внутреннего контура
Стремление получить двигатель с высокими удельными параметрами требует увеличения значения степени повышения давления (?к1*) в компрессоре внутреннего контура. Но большие значения степени повышения давления ограничиваются усложнением конструкции и, следовательно, увеличением массы и габаритов двигателя. Увеличить ?к1*, не увеличивая количество ступеней, можно путём постановки сверхзвуковых или широкохордных ступеней. Выбор высоких значений ?к1* при проектировании приводит к получению малых высот лопаток последней ступени компрессора высокого давления и первых ступеней турбины высокого давления. Это, в свою очередь, приводит к росту потерь энергии из-за увеличения относительных радиальных зазоров и понижению относительной точности изготовления лопаток.
При Тг*=1475 К оптимальное значение ?к1* составляет ? 11,0. При этом экономическое значение, соответствующие минимуму удельного расхода топлива (наилучшая топливная экономичность) равно~28.
Оптимальное значение ?к1 опт* - такая степень повышения давления, при которой реализуется максимальная удельная тяга двигателя. С увеличением Т*г в цикле значение ?к1 опт* увеличивается. Принимаем ?к1р*=15,55, т.е. ?к1 эк*> ?к1р*> ?к1 опт*.Это позволяет снизить Суд с незначительным снижением Руд.
Степень повышенеия давления в вентиляторе
Выбор степени повышения давления в вентиляторе наружного контура оказывает существенное влияние на удельные параметры двухконтурных двигателей. Для турбореактивного двигателя со смешением потока в качестве оптимальной величины ?вIIопт* принимают значение ?*в II , соответствующее равенству полных давлений потоков наружного и внутреннего контуров на входе в камеру смешения Р*II= Р*I.Значение ?в IIопт* получено в результате термогазодинамического расчета (см. табл.1.2).
КПД компрессора и турбины
Величина изоэнтропического КПД многоступенчатого компрессора по параметрам заторможенного потока зависит от степени повышения давления в компрессоре и КПД его ступеней:
где - среднее значение КПД ступеней.
На расчетном режиме среднее значение КПД ступеней в многоступенчатом осевом компрессоре современных ГТД лежит в пределах = 0,88.. .0,89. Принимаем = 0,890.
Рассчитываем КПД для ?к1*=17,1:
Значения КПД охлаждаемых турбин меньше значений КПД неохлаждаемых по той причине, что в охлаждаемых турбинах, в процессе их работы, охлаждающий воздух "отбирает" часть тепла у рабочего тела, лишая тем самым турбину возможности снять у рабочего тела всю работу полученную им от компрессора. Рекомендуется для неохлаждаемых турбин значения КПД выбирать в пределах от 0,9 до 0,92. Выбираем КПД неохлаждаемой турбины равным 0,91.
Для вычисления КПД охлаждаемых турбин рекомендуется использовать следующую формулу:
где h *т неохл - КПД неохлаждаемой турбины.
Неохлаждаемые турбины необходимо применять при температуре
Т*г ?1250 К. КПД неохлаждаемой турбины принимаем h* т неохл = 0,91. Тогда:
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 самолётных двигателей - 0,95…0,98. Принимаем sВХ=0,97.
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 = 0,96.
Тепловое сопротивление возникает вследствие подвода тепла к движущемуся газу. Примем величину коэффициента теплового сопротивления sтепл = 0,965. Определяем величину коэффициента потерь полного давления в камере сгорания:
s кс = s гидр. s тепл = 0,960,965=0,926.
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 0,985.. .0,995.Выбираем ? г = 0,995.
При наличии переходного канала между турбинами компрессора НД и ВД коэффициент восстановления полного давления ?пт выбирается в пределах ?пт =0,985…1. Так как переходник между ступенями турбины отсутствует, принимаем ?пт=1.
Коэффициент восстановления полного давления в переходном канале между каскадами компрессора принимаем равным ?вк=0,990.
Коэффициент восстановления полного давления в камере смешения принимаем 0,985. Поскольку в рассматриваемом двигателе отсутствует форсажная камера, коэффициент восстановления полного давления s ф=1.
С помощью механического КПД учитывают потери мощности в опорах двигателя, от?/p>