Нахождение площади разреза бокса

6.1 Нахождение площади разреза бокса

 ; м²

Нахождение площади разреза перед двигателем:

 ; м²

Нахождение площади разреза возле двигателя:

 ; м²

Нахождение площади разреза в шахте вихлопа:

Скорость потока в шахте вихлопа обозначается в наименьшем разрезе шахты:

 м²

 м²

Так как площадь S4 меньше, чем площадь S5, то скорость потока необходимо определять в площади S4.

6.2 Нахождение расхода воздуха и газа в площадях разреза бокса

Нахождение расхода воздуха в шахте входа:

где Gеж – часть воздуха, которая засасуется эжектором в шахту вихлопа;

G_дв. – расход воздуха двигателем

кг/сек.

кг/сек

Нахождение расхода воздуха перед двигателем:

кг/сек

Нахождение расхода воздуха возле двигателя:

кг/сек

Нахождение расхода воздуха в шахте вихлопа:

кг/сек

6.3 Нахождение скоростей потока воздуха и газов в площадях разреза бокса

Нахождение скоростей потока воздуха в шахте входа:

м/сек

Нахождение скоростей потока воздуха перед двигателем:

м/сек

Нахождение скоростей потока воздуха возле двигателя:

м/сек

Нахождение скоростей потока воздуха в шахте вихлопа:

м/сек.

Таким образом, во всех сечениях бокса скорость движения воздуха не превышает допустимую, что полностью удовлетворяет требованиям и позволяет проводить испытания двигателя в данном боксе.

7. Тепловой расчет двигателя

Начальные данные:

N_e=2800 л.с.=2058 кВт - мощность, кВт (л. с.);

Т*₃=1250 К - температура газа перед турбиной, ºС (ºК);

p*_к=12 - степень повышения давления;

V=0 - скорость полета, м/с;

H=0 - высота полета, м;

p₀=1.033 кг/см²=0.1 МПа

Т₀=288 К

ξ_{0 вх.}=0.05

ε=0.98

ν=0.97

ϕ₃=0,98

Н_в=10500 ккал/кг - теплотворность топлива, Дж/кг (ккал/кг);

С_а=150 м/с - скорость воздуха на выходе, м/с

Входное устройство

Температура воздуха Т₁ и его давление Р₁ на входе в компрессор

 кг/см²=0.089 МПа (2.1)

 К (2.2)

Удельный вес воздуха

 кг/м³ (2.3)

где R – газовая постоянная кг·м/кг·град.

Компрессор

Полное адиабатическое давление компрессора:

 кгм/кг (2.4)

Для осевого компрессора при заданных η_АД^*=0,85и η_М^*=0,99 определяем работу:

 кгм/кг (2.5)

Принимаем скорость на выходе из последней ступени компрессора С₂=150 м/с и определяем температуру и давление воздуха на выходе из компрессора:

 К (2.6)

Статическая температура на выходе из компрессора:

 К (2.7)

Полное и статическое давление на выходе:

 кг/см²=1,2396 МПа (2.8)

 кг/см²=1.165 МПа (2.9)

где к =1,4 показатель адиабаты

 кг/см⁴ (2.10)

Камера сгорания

Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива

L₀=14.8 кг /кг топлива.

Вычисляется средняя удельная теплоёмкость «чистых» продуктов сгорания и воздуха для температурного интервала 288 К -1250К

 ккал кг/град (2.11)

 ккал кг/град (2.12)

Для температурного перепада Т*₂= К Т*₃=1250 К

 ккал кг/град (2.13)

Необходимый коэффициент избытка воздуха

 (2.14)

Газовая постоянная продуктов горения

 кг м/кг град (2.15)

Полное давление

 кг/см²=1.178 МПа (2.16)

где - коэффициент гидравлического расхода в камере сгорания

Среднее значение показателя адиабаты продуктов сгорания принимаем k’=1.32

Ориентировочно оцениваем температуру конца расширения в двигателе:

 К (2.17)

Средние удельные теплоёмкости для «чистых» продуктов сгорания и воздуха в интервале Т_В=692.93 К Т*₃=1250 К

 ккал кг/град (2.18)

 ккал кг/град (2.19)

Средняя удельная теплоемкость действительных продуктов сгорания:

 (2.20)

Действительное значение показателя адиабаты продуктов сгорания:

 (2.21)

Это значение близко к принятому, поэтому дальнейший перерасчет не нужен.

Турбина.

Адиабатический перепад в турбине. Чтобы предать на винт максимальную мощность, газ в турбине должен расширится практически до атмосферного

 ккал/кг (2.22)

p₄=p₀=1.033 кг/см² (2.23)

Степень расширения газа в турбине:

 (2.24)

Температура газа на выходе из турбины:

 К (2.25)

Статическая температура:

 К (2.26)

Работа на валу турбины:

 кгм/кг (2.27)

Вычисление основных данных двигателя

Приняв к.п.д. редуктора η_ред=0.96 находим удельную эффективную мощность двигателя:

 л.с./кг_в-ха (2.28)

Расход воздуха:

 кг/с (2.29)

Расход газа через турбину:

 кг/с (2.30)

Удельный эффективный расход топлива:

 кг/л.с. час (2.31)

Часовой расход топлива:

 кг/час (2.32)

Вычисляем реактивную тягу P_R которая производится только за счет скорости газа за турбиной:

 кг=5480 Н (2.33)

Принимается β=1.1 и находится эквивалентная мощность двигателя:

 л.с. (2.34)

Эквивалентный удельный расход топлива:

 кг/э.л.с.час (2.35)

Удельный расход топлива:

кг/кг_тяги_час (2.36)