Учебная работа № 1109. «Контрольная Прикладная механика. Задача 2

Выдержка из похожей работы

Основными требованиями к данному двигателю являются: высокая экономичность( малые значения удельного расхода топлива) и высокая удельная мощность.

1.1Выбор и обоснование параметров

Выбор и обоснование параметров производится с учетом рекомендаций пособия [1].
Перед выбором основных параметров двигателя необходимо определить расчетный режим.
В зависимости от назначения и условий, при которых рассчитывается двигатель, выбираются параметры цикла (p*к и Т*г), а также узлов (sвх, hк, sкс, h*т, sрн, сс) и соответствующий им расчетный режим работы,В основу оптимизации параметров закладываются разные критерии (целевые функции): минимум удельного расхода топлива, максимум мощности, обеспечение надежности на чрезвычайных режимах работы и т.п.
Основными параметрами рабочего процесса двигателя при постоянных условиях на входе в ГТД, существенно влияющими на его удельные параметры, является температура газа Т*г и степень повышения давления в компрессоре p*к.

.1.1 Температура газа перед турбиной
Увеличение температуры газов перед турбиной позволяет значительно увеличить удельную мощность двигателя и, следовательно, уменьшить габаритные размеры и массу двигателя,Повышение температуры газа перед турбиной улучшает также экономичность двигателя,Для обеспечения надежности работы турбины при высоких значениях температуры газа (Тг*>1170К) необходимо применять охлаждаемые лопатки,Потребное количество охлаждающего воздуха зависит от температуры газа и способа охлаждения турбины, что приводит к снижению удельной мощности и росту удельного расхода топлива,Для получения нескольких вариантов расчета выбираем Тг*=1390,1350,1300,1250,1400 К.

.1.2 Степень повышения давления в компрессоре
Стремление получить двигатель с высокими удельными параметрами требуется увеличение значения степени повышения давления (p*к) в компрессоре,Но большее значение степени повышения давления ограничивается усложнением конструкции и, следовательно, увеличением массы и габаритов двигателя,Выбор высоких значений * при проектировании приводит к получению малых высот лопаток последней ступени компрессора и первых ступеней турбины,Это в свою очередь приводит к росту потерь энергии из-за увеличения относительных радиальных зазоров и понижения относительной точности изготовления лопаток,При Тг*=1180…1380К оптимальные значения * в компрессоре, соответствующие максимуму удельной мощности, составляют 6…15.Для расчета выбираю * =21,50;14,00;16,00;18,00;11,50.

1.1.3 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 компрессора.
КПД компрессора может быть представлен как произведение:

=*,

где — КПД компрессора по параметрам заторможенного потока, — механический КПД компрессора, учитывающий потери в его опорах, обычно составляющий =0,985…0,995 , принимаю =0,99.
На расчетном режиме среднее значение КПД ступеней в многоступенчатых осевых компрессорах современных авиационных двигателей лежит в пределах =0,89…0,9,Принимаем = 0,89.

Таблица 1.1 Значения для различных .
ВеличинаЗначение21,5014,0016,0018,0011,500,8250,8230,8210,820,800
Коэффициент восстановления полного давления для такого устройства принимаем = 0,96.
Потери полного давления в камере сгорания вызываются гидравлическим и тепловым сопротивлением,Гидравлическое сопротивление определяется в основном потерями в диффузоре, фронтовом устройстве, при смещении струй, при повороте потока (=0,93…0,98),Принимаем = 0,945.
Тепловое сопротивление возникает вследствие подвода тепла к движущемуся газу,Для основных камер сгорания обычно =0,97…0,99,Принимаем =0,99.
Суммарные потери полного давления в камере сгорания подсчитываются по формуле:

= * = 0,945 * 0,99 = 0,94.

Потери тепла в камере сгорания главным образом связаны с неполным сгоранием топлива и оценивается коэффициентом полноты сгорания .
Этот коэффициент на расчетном режиме достигает значений
=0,97…0,995″