Знайдемо ефективну роботу компресору та температуру гальмування за компресором

2. Знайдемо ефективну роботу компресору та температуру гальмування за компресором.

Сталі:  

,

де , беру

3.         Визначаю тиск гальмування за компресором:

Переріз Г-Г

4.         По відомим температурам Т^*_К и Т^*_Г за графіком визначаєм витрату палива на 1 кг повітря g_T.

g_T = 0,0155.

Визначаю коефіцієнт надлишку повітря:

 де

5.         Обчислюю тиск гальмування:

 де  беру

.

ПерерізТ-Т

6.         Визначаю тиск гальмування та ступень розширення газу в турбіні:

7.         Визначаю температуру гальмування потоку.

де η_Т = 0,86….0,92, беру η_Т = 0,92; більшим η_Т відповідають більші L_T.

8.         Визначимо ефективну роботу турбіни L_T та роботу гвинта L_B (Дж/кг) з відповідностей:

 где .

де

Переріз С – С

9.         Визначимо швидкість витікання (м/с), температуру (К) та щільність потоку (кг/м³) при повному розширенні:

де ;

II. Визначаємо основні параметри двигуна:

10.      Обчислюємо питому еквівалентну потужність:

 де

V_п=M_п *a_м

V_п=0.4*338.3=135.32

11.      Визначаємо витрату повітря:

12.      Визначаємо питому витрату палива:

13.      Визначаємо повний коефіцієнт корисної дії:

Частина 2. Узгодження параметрів компресора і турбіни

Узгодження параметрів компресора і турбіни включає вибір визначальних газодинамічних величин, як з боку компресора, так і з боку турбіни . Які забезпечують найбільшу ефективність системи компресор-турбіна при мінімальному відхилені від заданого запасу міцності лопаток останнього ступеня турбіни (Кт = 2).

Крім того, в цому розділі визначаються число ступенів турбіни і проводиться визначення матеріалу, з якого виготовлені лопатки турбін.

1.Узгодження першого ступеня компресора і останнього ступеня турбіни.

Сталі, які ми використовуємо при розрахунках:

Величину коефіцієнта узгодження обчислюємо за формулою:

2.По номограм проводимо узгодження параметрів, першого ступеня компресора і останнього ступеня турбіни. Узгодження проводимо в наступних послідовності:

а) по знайденому в п. 1 значенню величини А і заданому значенню Т*_Г знаходимо по графіку тангенс кута φ нахилу прямої узгодження графіка:

б) вибираємо матеріал лопаток останнього ступеня турбіни і визначаємо величину  за графіком № 3:

Для двигунів зі свободною турбіною, матеріал лопаток знаходимо задаючись температурою:

Матеріал лопаток: ЖС6-К

При побудові графіка приймалося, що коефіцієнт запасу міцності та  враховуючи, що час роботи на максимальному режимі.

в) за знайденними значеннями  та  знаходимо на графіку № 2 точку узгодження.

г) задаючись  (для ступени ), визначаємо за графіком значення , (  при ).Значення відносного диаметру першої ступені компрессору:

, беру .

3.         Визначаю наружний діаметр першої ступені компресора:

;

де F – площа на вході.

Де q(λ_В) (відносна щільність потоку) знаходимо з таблиці, за допомогою приведеної швидкості (λ_В);

К_G – коеффіціент нерівномірності поля осьових швидкостей на вході у першу ступень компрессора (К_G=0.93…0.95)

q(λ_В)=0.8993; К_G=0.93

4.         Визначаємо наружний діаметр останньої ступені турбіни:

 

де , беру.

Визначаю q(λ_C4) за таблицею (у списку літератури підручник №1)

q(λ_C4)=0.8564;

α₄=80-90⁰; беру α₄=90

5.         Для першої ступені компресора:

Для останньої ступені турбіни:

6.         Обчислення частоти обертання ротора компресора(турбіна високого тиску):

Відношення частот обертання оберемо рівним:

7.         Частота обертання ротора вільної турбіни(турбіна низького тиску):

8.         Розподіляємо роботу турбін між каскадами двохроторного двигуна:

;

9.         Приняв в першому наближенні, що турбіна має Dср=const, визначимо для кожного ротора число ступенів:

;

де

Для ротора компресора(ступені турбіни високого тиску):

Отримане значення Z округлив до найближчого цілого числата уточнюю роботу ступенів:

Для ротора вільної турбіни:

Уточнюю роботу ступені:

10.      Визначаю температуру на виході з турбіни високого тиску:

11.      Визначаю температуру за першою ступінню:

12.      Підбираємо матеріал лопаток останньої ступені турбіни,користуємось номограмою з методики, та відношенням (де ):

У процесі розрахунків було обрано матеріал ЖС6-К.

13.      Подбираем материал лопаток, пользуясь следующим соотношением:

Для ТВД

Обрано матеріал ЖС6-К.

Частина 3: Розрахунок деяких геометричних параметрів прохідних перерізів

 

Перша ступінь компресора:

Площа прохідної частини:

 

Діаметр втулки:

 

 

Висота лопатки:

 

 

Остання ступінь компресора:

 

 

Площа прохідної частини:

 

Діаметр втулки:

 

 

Висота лопатки:

 

Остання ступінь турбіни:

Площа прохідної частини:

 

Діаметр втулки:

(з розрахунків, наведених вище).

Висота лопатки:

 

Середній діаметр турбіни:

 

 

Перша ступінь турбіни:

Площа прохідної частини:

 

Висота лопатки:

 

 

Діаметр втулки:

 

 

Діаметр робочого колеса:

 

Користуючись цими даними креслимо ескіз двигуна.

 

Висновок

У першому розділі при розрахунку основних параметрів газо - повітряного потоку по тракту двигуна залежно від перетину і основних параметрів двигуна, знайдений повний коефіцієнт корисної дії двигуна

У другому розділі розрахував узгодження параметрів компресора і турбіни, а також при розрахунках одержав розміри першого ступеня компресора і останнього ступеня турбіни. При цьому вибраний матеріал ЖС6-К.

 

Література

 

1.         С.И. Ловинский «Теория авиационных двигателей». Машиностроение. Москва. 1982 г.

2.         Маринченко Ю. В. «Газодинамический расчет авиационных двигателей»

3.         Методическое пособие к выполнению курсовой работы по дисциплине: «Теория тепловых двигателей»; Славянск; САТК 1999г.

4.         Ю.М. Терещенко, Л.Г. Волянская и др. «Теория авиационных газотурбинных двигателей». Книжное издательство НАУ. Киев. 2005 г.