Файл: 1. Общая характеристика двигателя 5 1 Конструктивнокомпоновочная схема двигателя 5.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Реферат

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 73

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

При лучших достигнутых значениях параметров основных элементов в вертолетных ГТД могут быть поручены весьма высокие удельные показатели (рисунок 2.1)



Рисунок 2.1- Изменение удельных параметров от параметров рабочего процесса

Из анализа параметров вертолетных ГТД при достигнутых уже значениях степени повышении давления πё = 12 -14 и температуры газов (ТГ*− 1200 − 1400К) удельный расход топлива может равняться примерно 0,271кг.т/кВт⋅ ч и удельная мощность 0,25-03 кВт⋅с/кг . Оптимальная степень понижения давления по экономичности выше и составляет 15- 20. Оптимальная степень -повышении давления по удельной мощности несколько ниже и равна 8- 12 при ТГ ∗ − 1200К и 10- 14. при ТГ ∗ − 1300К.


Если учесть, что значения степени повышения давления, близкие к уд.мах, обычно соответствуют условию получения минимального удельного веса двигателя (при прочих равных условиях), а повышение температуры тазов позволяет существенно снизить удельный вес (в первом приближении обратно пропорционально увеличению удельной мощности), то очевидна целесообразность применения в вертолетных ГТД высоких степени повышения давления в компрессоре и температуры газов перед турбиной.

Исходя из вышеизложенного, можно для двигателя выбрать следующие параметры рабочего процесса:

степень повышения давления воздуха в компрессоре - 11; температура газов перед турбиной - 1250К;

мощность двигателя - 1650 кВт.

Высокое значение температуры газов перед турбиной по сравнению с прототипом должно быть обеспечено разработкой охлаждаемой газовой турбины.

Таблица 2.1 – Термодинамический расчет двигателя



п/п

Расчётные формулы

ТВД.

Един. физ. вел

1

=

410894,13

.

2

=


1636398,75

Па.

3

=


696,62

K.

4




1603670,75

Па.

5


=

1150,06

Дж/кг.




Продолжение таблицы 2.1

6



958437

Па.

7



где -низшая теплопроводность топлива

0,02




8



где - кол-во воздуха, теоретически необходимое для полного сгорания 1кг топлива

3,35




9


Принимаем

Тогда












10

=

1173,58

K

11




507490,7

Па

12

Если , тогда


5,37







Продолжение таблицы 2.1

13



=

принимаем на 1..2 % меньше чем .

361919,92



14


т.к. = =


5,8



15



0,198



16



407,68





Газодинамический расчет

Выбор кинематических параметров

Согласно рекомендациям для ТВД ТВаД с первой дозвуковой ступенью осевая скорость воздуха с1α выбирается в диапазоне 150-180 м/с, а окружная скорость на концах лопаток u1к в диапазоне 300-400 м/с

Принимаем с1α = 160 м/с, u1к = 320 м/с.
Приведённую скорость вычисляем по формуле:

;

.
Далее по относительной скорости и таблицам ГДФ известно, что относительная плотность тока равна = 0,6865.

Площадь сечения на входе в компрессор находим по уравнению:



где ,

Тогда .
Наружный диаметр компрессора на входе в первую ступень:



для ТВД выбирается в пределах 0,5-0,6, принимаем

.

Диаметр втулки на входе в компрессор определяем по формуле

;

Определение диаметральных размеров на выходе из компрессора

Задаём скорость воздуха на выходе из компрессора: м/с

Вычисляем и по формулам:

; ;
Покоэффициенту скоростиа к и таблице ГДФ нахожу относительную плотность тока q(а)к:



Площадь сечения на выходе из компрессора находим по формуле:



; м2.
Полагая м = const, находим :

; ;

длину лопатки ; м;д

и значение ; м.

Определение диаметральных размеров на входе в турбину компрессора

Скорость истечения газа на входе в турбину компрессора

, где LСТ и uтср- работа газа в первой ступени турбины и окружная скорость на среднем радиусе.

Lтк = работа турбины распределена между двумя ступенями

Lст1 = 226199,95 ;

Lст2 = 135719,97 ;

принимаем =0.55, z= 2.

; .

Находим скорость истечения газа:

Задаём угол выхода потока из СА .
; м/с ,

; .

Находим относительную плотность потока:

;

.

Давление газа на выходе из СА:

, где коэффициентом восстановления полного давления в СА

Пусть
, тогда

Па.

Площадь сечения на выходе из СА:

,

м2.

Принимаем = 1,3 м , тогда:

; м.

Наружный диаметр РК 1 ступени турбины компрессора:

; м.

находим :

; м.

Определение диаметральных размеров на выходе из турбины компрессора

Параметры газа на выходе из турбины компрессора находим по формулам:

;

.

Задаём приведённую скорость , что соответствует осевой составляющей скорости газа на выходе из турбины компрессора:

.

По таблицам газодинамических функций находим .

Площадь сечения на выходе из турбины высокого давления определяем по формуле:

; м2.

Принимаем м и находим высоту лопатки второй ступени турбины компрессора (по выходной кромке):

; .

Тогда:

; м.

Находим :


; .

    1. Определение количества ступеней компрессора

Вычисляем окружную скорость у периферии и у втулки первой ступени , у втулки последней ступени

; м/с;

; м/с; Ком-й: с, u, w скорости

; м/с.

Принимая густоту решётки первой ступени вычисляем закрутку в РК 1 ступени и работу :

; м/с;

; .

Приняв густоту решётки последней ступени вычисляем в РК последней ступени и работу :

; м/с;

; .

Вычисляем среднюю работу ступени:

.

Вычисляем количество ступеней компрессора

.

Распределение работы