Термогазодинамический расчет параметров двигателя ТРДДсм на максимальном режиме

 

Содержание

 

		Стр.
1.	Цель работы	2
2.	Схема двухвального ТРДДсм	2
3.	Исходные данные для  термогазодинамического расчета	3
4.   5.   6.   7.   8.   9.   10.	Результаты термогазодинамического расчета   Термогазодинамический расчет на ЭВМ                                                 Предварительный расчет геометрических размеров проточной части Схема двигателя в масштабе   Графики изменения параметров рабочего тела по длине проточной части Выводы по работе   Список использованной литературы	5   10   12   19   20   23   24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Цель работы:

 

1. Выполнить термогазодинамический расчет двигателя на максимальном режиме в стандартных стендовых условиях.
2. Выполнить расчет основных геометрических размеров проточной части ГТД и скоростей воздуха и газа в этих сечениях.
3. Выполнить чертеж проточной части ГТД.
4. Построить графики изменения параметров рабочего тела по длине проточной части ГТД.

• Тип авиационного ГТД: ТРДДсм;  прототип: Д-30.

• Тип ЛА: Ту-134.

 

2. Схема двухвального  ТРДД со смешением

 

 

 

 

На схеме обозначены характерные сечения тракта двигателя

 

н – невозмущённый  поток перед двигателем;

вх – вход в вентилятор;

в – выход из вентилятора;

вк – вход в компрессор газогенератора (компрессор высокого давления);

к – выход из компрессора;

г – вход в турбину  высокого давления;

тв – выход из турбины  высокого давления;

т – выход из турбины;

вс – вход в камеру смешения;

см – выход из камеры смешения;

с – выходное сечение  сопла.

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Исходные данные для термогазодинамического расчёта

Определены следующие  исходные данные для расчёта двигателя на максимальном режиме в стандартных стендовых условиях:

- число Маха полета;

 - высота полета, км;

Параметры воздуха в  стандартных стендовых условиях:

- атмосферное давление;

- температура;

-  расход воздуха через  двигатель, кг/сек;

- cтепень двухконтурности;

- температура газа на выходе из камеры сгорания (на входе в турбину высокого давления), К;

- суммарная степень повышения давления в вентиляторе и компрессоре высокого давления;

- степень повышения давления  в вентиляторе;

- во входном устройстве;

- коэффициент радиальной неравномерности  за вентилятором ,

при  m<2        =1,0;  [1], стр. 232;

- КПД вентилятора;

- КПД компрессора высокого  давления;

- КПД турбины высокого давления;

- КПД турбины вентилятора;

Коэффициенты сохранения полного давления:

- в основной камере сгорания;

- в форсажной камере;

- в канале между вентилятором  и КВД;

- в камере смешения;

- в канале за турбиной вентилятор (от сечения «т» до сечения «вс_I»);

- в канале наружного контура (от сечения «в» до сечения «вс_II») ;

Газовые постоянные:

- для воздуха  ;

- для газа            ;

- показатель адиабаты для  воздуха;

Показатель адиабаты для газа зависит  от температуры   

,     при    

,        при  

 ,    при  

 

 

 

Механические КПД:

- ротора высокого давления;

- ротора вентилятора;

- коэффициент, учитывающий понижение  температуры охлаждающего воздуха,  отбираемого за компрессором в воздухо-воздушном теплообменнике наружного контура, ;

Относительный расход охлаждающего воздуха, отбираемого за компрессором (отнесенный к расходу воздуха через внутренний контур):

 - на охлаждение турбины вентилятора;

- на охлаждение турбины высокого давления;

 - отбор воздуха для самолётных нужд;

- на утечки без возврата  в проточную часть;

- коэффициент полноты сгорания  в камере сгорания;

- теплотворная способность топлива,(43000 кДж/кг);

- стехиометрический коэффициент,  ;

- коэффициент скорости в реактивном сопле;

- коэффициент  в уравнении расхода , для воздуха  при 1,4    ;

- коэффициент в уравнении расхода      для газа:

при 1,33   ;

при  1,3   ;

при  1,25   .

- удельная теплоемкость воздуха  (газа) ,

- глубина охлаждения воздуха  отбираемого из-за компрессора  высокого давления в воздухо-воздушном  радиаторе

<1,0

 

, см. рис.4.2.7 [1].

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Термогазодинамический расчет двигателя Д-30 в стендовых условиях

 

1. ;                      
2. ;               
3.                        
4. ;                      
5. ;                 
6.                                               
7.                                                 
8.                                              
9. ,                                          
10.                                                                 
11.                                                         

 

12.                    
13.                                            

 

14.                                  
15.                                
16.                         
17.                     
18.                                              

      где  [1], стр. 231;

19.                                                      
20.          
21.  
22.                          
23.                            
24.                    
25.   ;

 

(значения произведений  теплоёмкостей на температуру  ( ) и ( ) берутся из табл. 4.2.2,  [1] стр.233-236), кДж/кг);

26.   ;                           
27.                              
28.                                                                

 

29.                                               
30.                             
31.       
32.               
33.  
34.                            

Пункт 35. Расчет температуры  газа на выходе из турбины ВД ( на входе  в турбину вентилятора) после  смешения газа на выходе из турбины  ВД с воздухом охлаждающим турбину  ВД

 

а)Если относительный расход воздуха, охлаждающего турбину высокого давления равен нулю =0, то

 и далее в пункт 36.

 

б) Если относительный расход воздуха, охлаждающего турбину высокого  давления больше нуля > 0, то в пункт 35.1

35.1  _;  

35.2  Определяем  по графику (см.Приложение),      кДж/кг

35.3  ∙0,998 = (1400-325,648) ∙0,998=1072,2033

35.4   Определяем    по графику (см.Приложение)   кДж/кг

35.5   35.6  По величине   находим по графику (см.Приложение),

35.7 | - |=‌ |1,204057-1,207231|=0,003 0,01

35.8  =1055,5516 ,   =1,204057 кДж/кг    

36. Проверяем правильность выбора по графику на рис. 4.2.6 [1], стр.    230.  При принимаем =0.

37.                                      38.                                                   

39. ;

40.                                                           

41.                                             

    42.  Расчет температуры на выходе из турбины вентилятора после смешения газа на    выходе из турбины вентилятора с воздухом охлаждающим турбину вентилятора

а) Если относительный расход воздуха, охлаждающего турбину вентилятора равен нулю =0, то

.

43. Принимаем согласно исходных данных величины ;

44.                                                        

45.                                                   

46. ;

 

47.  Расчет температуры смеси газа внутреннего контура с воздухом из наружного контура

47.1                                                

       где  -подогрев воздуха в наружном контуре от теплообменника

47.2  Определяем по графику (см.Приложение)

                     

47.3  Задаемся первого приближения

47.4 

47.5  По величине находим                    

47.6  Если | - | 0,01 то далее в п. 47.7 Иначе возвращаемся в    п.47.3,  задаемся новым значением , и повторяем расчет до пункта 47.6.

| - |₌|1,095565-1,1043888|=0,008 0,01

47.7  =652,18736

48. Задаемся ,

49.   По и =1,33 определяем ;

,

50.                                     

51.   =                                                         

52.   По и =1,4 определяем  ,  ;

=0,5721, _=0,78433

 Условие выполняется.

53.  

где   подогрев воздуха в наружном контуре

при обтекании этим воздухом теплообменника расположенного в наружном контуре.

54.                                           

55.                                                        

56.

57.

58. По и =1,33 находим: ;

=1,10243

59. >1, значит в сопле имеет место сверхкритический перепад и принимается

60.  По и =1,33 находим: ;

,

61.  ;

62.                             

63. а) При   =0,447

64.                                       

65.                                                              

66.    

67. 

68.  

69.                                         

70.                                        

71. 

,

 

72.                                              

73. 

= см. геометрический расчет,

74.   По величине  при =1,33 находим  

 

5.Термогазодинамический расчет на ЭВМ

------------------------------------------------------------------------------

        Tеpмодинамический pасчет двухконтуpных TPДДcм и  TPДДсмФ 

                    Аболмазова А.И.              АТТ-415       

                схема двигателя :  двухвальный  ТРДДcм                                        

------------------------------------------------------------------------------

                             Исходные данные

! Н(м)        =      .0000! М п         =      .0000! T н (к)     =   288.0000! sigma вх    =     1.0000!

! pi в*0      =     2.5000! Gв пp 0     =   129.0000! кпд в*0     =      .8400! ro          =     1.0000!

! pi кнд*0    =     1.0000! кпд кнд*0   =     1.0000! sig вх кнд  =     1.0000! pi квд*0    =     7.5510!

! кпд квд*0   =      .8600! sig вх квд  =      .9800! sig кс      =      .9400! кпд г       =      .9700!

! Нu          = 43000.0000! кпд твд*0   =      .8736! Tг*         =  1400.0000! Aг 0        =      .0000!

! dG охл вд   =      .0500! кпд м вд    =      .9800! кпд тнд*0   =     1.0000! dG охл нд   =      .0000!

! кпд м нд    =     1.0000! кпд тв*0    =      .9100! dG охл тв   =      .0000! кпд м в     =      .9900!

! sig вх тв   =     1.0000! dG пеpеп    =      .0000! sig 2       =      .9600! sig 1       =      .9800!

! lam вc 1    =      .4000! dG отб      =      .0000! m 0(cт.двух.=     1.0000! fi c        =      .9700!

! lam вф      =      .2200! sig cм      =      .9600! sig ф       =     1.0000! Тф*         =      .0000!