Краткое описание принципа работы ГТД. Принцип работы гтдПоршневой двигатель или ГТД — Энциклопедия журнала "За рулем"Схема устройства и работы газотурбинного двигателя:1 — входное устройство;2 — компрессор;3 — форсунка;4 — камера сгорания;5 — турбина привода компрессора;6 — тяговая турбина;7 — камера выпуска;8 — редуктор;А —- впуск;Б — сжатие;В — сгорание и расширение;Г — выпуск в поршневом двигателе. Это один из первых автомобильных газотурбинных двигателей, над которым много лет трудились сотни инженеров. Такое пристальное внимание к применению газовой турбины на автомобиле неудивительно — по многим технико-экономическим показателям она существенно превосходит поршневые двигатели.Газотурбинные двигатели отличаются тем, что тепловой цикл в них происходит последовательно в отдельных агрегатах. У поршневого двигателя этот цикл совершается в одном и том же рабочем объеме цилиндра. Принцип работы газовой турбины на автомобиле показан на рис. Воздух засасывается через входное устройство 1, сжимается в компрессоре 2; впрыснутое форсункой 3 топливо сгорает в камере сгорания 4. Часть энергии газа используется в турбине 5 привода компрессора, остальная же ее часть — в тяговой турбине 6. Именно эта, последняя энергия, превращенная в работу, является полезной — она передается через редуктор 8 на трансмиссию и колеса автомобиля.Две механически не связанные турбины придают мотору хорошие тягово-динамические свойства. Двигатели этой схемы называются двухтурбинными, или двухвальными. Турбины здесь осевого типа. В связи с тем, что число оборотов первичного вала коробки передач автомобиля находится в пределах 2500—4500 об/мин„ передаточное число редуктора составляет от 4 до 10.В двигателе применяется центробежный одно- или двухступенчатый компрессор с числом оборотов от 20000 до 60000 в минуту и с давлением сжатия в цикле от 3,5 до 16 кг/см2. В камере сгорания температура газа повышается до 850—950 градусов. Один и, тот же двигатель может работать на дизельном топливе, керосине или бензине любых сортов.Автомобильный газотурбинный двигатель компактен. По длине он примерно равен поршневому, а в поперечнике в 1,3—1,5 раза меньше. Он легче поршневого двигателя равной мощности в три-пять раз.Валы всех механизмов автомобильного ГТД устанавливаются на подшипниках качения.Топливо воспламеняется свечой. Система пуска автоматизирована: после нажатия пусковой кнопки последовательно включаются стартер, пусковой и подкачивающий топливные насосы и свечи. Когда турбокомпрессор достигнет устойчивых оборотов холостого хода, стартер, свечи и пусковой насос автоматически выключаются. Двигатель выходит на устойчивый режим холостого хода за 15—30 секунд. Можно почти сразу же после пуска, в течение 15—20 секунд, выводить турбокомпрессор на «полный газ». Даже при низких температурах окружающего воздуха (до минус 25 градусов) для пуска автомобильного ГТД не требуется предварительного подогрева.Для управления служат лишь две педали— подачи топлива и тормоза. Переключением ступеней в коробке передач пользоваться приходится крайне редко благодаря автоматическому изменению крутящего момента тяговой турбины в зависимости от нагрузки.В развитии автомобильных ГТД имеются четыре основных направления: двигатели без теплообменника; с вращающимся теплообменником; с пластинчатым неподвижным теплообменником; двигатели сложного цикла. Газотурбинный двигатель;1 — центробежный компрессор;2 — компрессорная турбина;3 — тяговая турбина;4 — редуктор;5 — теплообменник;6 — камера сгорания;7 — свеча;8 — впускное отверстие. Двигатель состоит из осевого центробежного компрессора, кольцевой камеры сгорания с поворотом потока на 180 градусов, осевой одноступенчатой компрессорной турбины и такой же тяговой. Двигатель прошел испытания на легковом пятиместном автомобиле.Двигатель состоит из одноступенчатого центробежного компрессора 1, одноступенчатой, осевой компрессорной турбины 2, одноступенчатой осевой тяговой турбины 3 с поворотным сопловым аппаратом, редуктора 4 с косозубыми шестернями, дискового вращающегося теплообменника 5 из двух секций, расположенных по сторонам двигателя, камеры сгорания 6 трубчатого типа, в которой установлена свеча 7, и входного устройства большого сечения, на котором установлены пылеочистители. Две выпускные трубы плоскоовального сечения отводят отработавшие газы назад.По подсчетам, стоимость этой машины с ГТД при серийном производстве 50 автомобилей в неделю на 25-30% выше обычной. Другой вариант ГТД состоит из одноступенчатого центробежного компрессора низкого давления 1, одноступенчатого компрессора высокого давления 4, двух пластинчатых неподвижных теплообменников, расположенных по сторонам двигателя, камеры сгорания 6 первого подогрева газа, радиальной центростремительной турбины 5 привода компрессора высокого давления, камеры сгорания 7 второго подогрева, расположенной после первой турбины, осевой одноступенчатой тяговой турбины 9, расположенной перед последней двухступенчатой осевой турбиной 10 привода компрессора низкого давления.Вентилятор 3 подает воздух на обдув воздушных охладителей. В поддон 11 собирается все отработавшее масло, а трубка 2 служит для заливки масла. Редуктор 8 планетарного типа с тремя промежуточными переборами передает усилия на колеса.Газотурбинный двигатель двухвальной схемы сложно использовать для торможения автомобиля. Этот недостаток устраняется применением поворотных управляемых сопловых лопаток тяговой турбины. Тормозят поворотом лопаток в положение, при котором газовый поток направлен против вращения рабочего колеса. Использовать двигатель для торможения можно, переключив коробку передач на задний ход. В этом случае в ней должна быть предусмотрена муфта, способная поглотить кинетическую энергию ротора тяговой турбины, высвобождающуюся при переключении ее на обратное направление вращения.Особенно важна проблема приемистости двигателя. Это понятие означает способность двигателя за определенное время развить максимальное число оборотов. До недавнего времени приемистость автомобильных ГТД была хуже (10—12 секунд), чем у поршневых двигателей (1,5—3 секунды). В последние годы, применяя поворотные лопатки в сопловом аппарате, повышая температуру газа при разгоне и облегчая ротор турбокомпрессора, конструкторы сократили время разгона у автомобильных ГТД до 1,5—3 секунд, то есть уравняли их по приемистости с поршневыми двигателями.У ГТД примерно в три-пять раз меньше деталей, чем у поршневого; у большей части их проще конструктивная форма. В основном это тела вращения. Здесь нет сложных блоков и головок цилиндров, коленчатых валов и шатунов. Это предопределяет хорошую технологичность и дешевизну деталей в производстве. Масштабы же производства играют, как известно, решающую роль в себестоимости продукции. В этом отношении автомобильные газотурбинные двигатели находятся в невыгодном положении. Для того чтобы организовать крупносерийное производство (только тогда можно получить дешевую продукцию), нужно иметь хорошо отработанные конструкции и большие капитальные средства. При этом надо учитывать, что капитальные вложения неизбежно повысят себестоимость газотурбинных двигателей на первом этапе производства, вследствие чего они окажутся дороже поршневых.Автомобильный ГТД должен быть многоцелевым, то есть пригодным для использования на различных автомобилях, катерах, на небольших маневровых локомотивах, на тракторах, в качестве вспомогательных первичных двигателей различных силовых установок. Это позволит расширить масштабы производства и выпускать дешевые газотурбинные двигатели. wiki.zr.ru Принцип работы газотурбинного двигателя | Самые выгодные парогенераторыНа рис. 9.22 представлена схема одновального идеализированного ГТД, состоящего из центробежного компрессора, высокотемпературного источника тепловой энергии (нагревателя), соплового аппарата, осевой турбины, низкотемпературного источника тепловой энергии (холодильника), редуктора и пускового устройства (стартера). Рабочее тело в таком тепловом двигателе движется по замкнутой траектории и не покидает пределов двигателя. Это позволяет заключить, что рассматриваемый идеализированный ГТД работает по замкнутому циклу.
Пуск двигателя осуществляется с помощью электрического стартера, а затем его работа поддерживается самим двигателем автоматически. При пуске стартер раскручивает ротор турбины и компрессора, соединенные валом. Компрессор за счет действия центробежных сил перемещает рабочее тело к периферии[27]. Рабочее тело движется от компрессора в сторону турбинной ступени, так как за турбиной давление ниже (равно атмосферному давлению р0). Давление рабочего тела на выходе из компрессора определяется характеристиками компрессора и турбинной ступени (соплового аппарата). Рабочее тело после компрессора проходит через диффузор[28], где его давление увеличивается до pi. От высокотемпературного источника энергии рабочему телу передается энергия в тепловой форме в количестве Qi. В результате нагревания внутренняя энергия (и температура) рабочего тела увеличиваются, а давление не изменяется (р = Idem). Это обусловлено тем, что в процессе нагревания рабочее тело находится в открытом пространстве (справа и слева от него нет ограничивающих стенок). Рассматриваемое рабочее тело, как и любое другое тело, в результате нагревания несколько расширяется. Далее, поступая в турбинную ступень (сопловой аппарат и рабочее колесо), рабочее тело также расширяется[29]. В некоторых типах турбинных ступеней рабочее тело расширяется только в сопловом аппарате. В результате расширения давление рабочего тела уменьшается от р\ до р0> а, скорость рабочего тела увеличивается, т. е. потенциальная энергия давления преобразуется в кинетическую энергию потока. В рабочем колесе компрессора поток рабочего тела отдает кинетическую энергию колесу, в результате чего оно вращается, приводя в движение внешние агрегаты через понижающий редуктор. Таким образом, ГТД, как и поршневой двигатель, в своем составе имеет расширительную машину. Это еще раз доказывает, что процесс преобразования энергии из тепловой формы в механическую форму и обратно в циклически работающих машинах сопровождается сжатием и расширением рабочего тела. После турбинной ступени рабочее тело поступает в холодильник, где отдает часть своей внутренней энергии окружающей среде. Энергия отводится в форме теплоты. В дальнейшем рабочее тело поступает в компрессор, и процесс повторяется. Таким образом, в ГТД рабочее тело находится в непрерывном движении. Это позволяет непрерывно подводить к нему энергию в тепловой форме (в нагревателе) и также непрерывно отводить ее (в холодильнике). В поршневом двигателе процессы подвода энергии к рабочему тела и отвода ее в окружающую среду происходят прерывисто. Этот факт обуславливает некоторое преимущество ГТД перед поршневым двигателем. При прочих равных условиях характеристики ГТД должны быть лучше по сравнению с поршневым двигателем. Тем не менее, на практике выигрыш оказывается несущественным. Несмотря на это, ГТД получили широкое распространение, особенно в авиации. paruem.ru Разработка ГТД. История появления ГТД.
Сначала (в 1950-60-е гг.) использовались достаточно простые алгоритмы управления, в соответствии с которыми в гидравлических и механических устройствах выполнялось регулирование частоты вращения ротора двигателя с введением необходимых воздействий по производной и переменных коэффициентов усиления как элементов адаптации к режиму работы (изодромные регуляторы). Разработка ГТД более сложных схем с регулируемыми элементами проточной части (направляющим аппаратом (НА) компрессора, соплом), форсажной камерой сгорания (ФКС), регулируемым винтом, повышение уровня параметров рабочего процесса (температуры и давления газа) привели к усложнению задач управления, вызванному взаимодействием контуров управления, появлением областей совместной работы регуляторов. Возможности решения возникающих проблем были связаны с разработкой методов снижения влияния взаимодействия каналов управления, в частности, построением автономных САУ, применением и развитием теории инвариантности с учетом особенностей управления ГТД. Дальнейшее расширение объема задач, решаемых в полете, повышение требований к двигателям по уровню основных характеристик (удельных параметров, надежности, ресурсу) потребовало более точного учета изменяющихся в полете условий эксплуатации, повышения точности управления на установившихся и переходных режимах работы для обеспечения возможности реализации характеристик двигателя, заложенных при его проектировании, и повышения эффективности применения самолета. Решение этих задач стало возможным с разработкой методов адаптивного и интегрированного управления СУ, позволяющего средствами автоматического управления получить характеристики двигателя и СУ, в целом наилучшие для конкретных условий полета, например наилучшую экономичность двигателя в крейсерском полете, высокую маневренность самолета-истребителя, необходимые запасы ГДУ при действии сильных возмущений (внешних и внутренних) и при полете на больших высотах и т. п. Аппаратурные решения. Возможности применения методов управления тесно связаны с аппаратурными решениями, используемыми при создании регуляторов ГТД, определяемыми, в свою очередь, технологическими достижениями в области материалов, электроники, оптики и т. д. На начальном этапе развития ГТД и их САУ эти возможности ограничивались отсутствием работоспособных в условиях размещения на двигателе и самолете электронных устройств, и регуляторы выполнялись гидромеханическими или пневматическими, а позднее — на элементах пневмоники. Сначала это были достаточно простые гидромеханические регуляторы двух-трех параметров, но уже в 1970-е гг. появились весьма сложные конструкции с использованием пространственных кулачковых пар, воздушных редукторов, мембранных устройств и др., обеспечивающих регулирование и ограничение десятков параметров.
Эксплуатация электронных регуляторов аналогового типа в газотурбинных двигателяхВ 1960-х гг. начались разработка и эксплуатация электронных регуляторов аналогового типа, а к началу 1970-х гг. — первых цифровых электронных регуляторов. Развитие электронных технологий в последующий период (1980- 90-е гг.), приведшее к созданию достаточно надежных термо- и вибростойких электронных компонентов, позволило создать цифровые электронные системы управления, практически не имеющие ограничений по объему и сложности обрабатываемой информации для задач управления ГТД. На первом этапе их внедрения были разработаны системы супервизорного типа, в которых электронный регулятор осуществлял управление, воздействуя на установку гидромеханического регулятора в ограниченном диапазоне ее изменения, а также системы с электронными ограничителями предельных значений параметров двигателя (температуры газа, частоты вращения). В дальнейшем, по мере совершенствования электронной элементной базы (повышения степени интеграции, термостойкости и, как следствие, надежности) и подтверждения надежности электронных систем в эксплуатации, были созданы и в настоящее время заняли доминирующее положение цифровые электронные системы управления с полной ответственностью типа FADEC (Full Authority Digital Electronic Control). В таких системах электронный регулятор осуществляет прямое управление регулирующими органами (факторами) двигателя и выполняет все функции управления в полном диапазоне эксплуатационных режимов. Такими выполняются современные САУ для всех типов ГТД (турбореактивных двухконтурных двигателей (ТРДД) для пассажирских и транспортных самолетов, ТРДД с ФКС (ТРДДФ), турбовинтовых двигателей, турбовальных ГТД (ТВГТД) и др.). Архитектура систем, как правило, соответствует централизованной схеме. При таком построении для обработки информации и формирования сигналов управления двигателем используется специальная бортовая цифровая управляющая машина (БЦУМ). Датчики и исполнительные механизмы (ИМ) соединяются с БЦУМ в основном аналоговыми линиями связи. Система автоматического управления двигателя аппаратно и алгоритмически интегрирована с другими системами JIA. Связь с ними осуществляется с помощью проводных мультиплексных каналов информационного обмена (МКИО). Положение рычага управления двигателем (РУД) вводится в систему управления в виде электрического сигнала, а не с помощью механических тяг, как это было при использовании гидромеханических регуляторов.
Всё о ГТД - здесь Avia.pro avia.pro Краткое описание принципа работы ГТДСтр 1 из 2Следующая ⇒Задание Рассчитать идеальный цикл ГТД тягой R при полете с числом М за время τ (час) по заданной высоте Н при температуре Т3 газа перед турбиной. Исходные данные приведены в табл. 1. Масса воздуха G = 1 кг. Топливо – керосин ТС-6.
Таблица 1 - Исходные данные
Реферат Курсовая работа: 27 страниц, 4 рисунка, 6 таблиц, 7 источников.
АДИАБАТНЫЙ ПРОЦЕСС, УНИВЕРСАЛЬНАЯ ГАЗОВАЯ ПОСТОЯННАЯ, ИЗОБАРНЫЙ ПРОЦЕСС, ЭНТАЛЬПИЯ, ЭНТРОПИЯ, ТЕПЛОЕМКОСТЬ, ЦИКЛ ГТД, ТЕПЛОТА, ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ.
Определены массовые доли, молекулярные массы, мольные доли, изохорные теплоемкости компонентов воздуха, поступающего в диффузор, газовая постоянная, показатель адиабаты, характеризующие воздух в точке 0 цикла ГТД. Рассчитано оптимальное значение степени сжатия воздуха в компрессоре, обеспечивающее максимально полезную работу цикла для заданного значения температуры Т3. Вычислен потребный коэффициент избытка воздуха a в камере сгорания. Найдены значения массовых и мольных долей компонентов рабочего тела, как смеси продуктов сгорания и избыточного воздуха; молекулярная масса смеси, плотность, теплоемкость, газовая постоянная и показатель адиабаты, характеризующие смесь при температуре Т3. Результаты расчетов сведены в таблицы. Рассчитаны параметры состояния в характерных и нескольких промежуточных точках идеализированного цикла ГТД, определены изменения внутренней энергии, энтальпии, энтропии, теплоты, удельные работы процессов и за цикл. Изображен идеальный цикл в p-v и T-S координатах. Рассчитаны энергетические характеристики ГТД. Содержание
ВВЕДЕНИЕ. 6 1 Краткое описание принципа работы ГТД.. 7 2 Расчёт состава рабочего тела цикла. 8 2.1 Расчёт состава рабочего тела. 8 2.2 Расчёт оптимального значения степени повышения давления в компрессоре ГТД 10 2.3 Определение коэффициента избытка воздуха. 10 2.4 Расчёт состава продуктов сгорания и рабочей смеси. 11 3 Расчёт основных параметров состояния рабочего тела в узловых точках цикла ГТД14 4 Расчет калорических величин цикла ГТД.. 16 4.1 Изменение калорических величин в процессах цикла. 16 4.2 Расчет теплоты процессов и тепла за цикл. 17 4.3 Расчет работы процессов и полной работы за цикл. 17 5Расчёт параметров состояния рабочего тела в промежуточных точках процессов сжатия и расширения. 19 5.1 Расчёт параметров промежуточных точек при построении цикла ГТД в. 19 P – V координатах. 19 5.2 Расчёт процессов, изображаемых в T-S-координатах. 21 6 Построение идеального цикла в p-v и T-S координатах. 22 7 Расчёт энергетических характеристик ГТД.. 24 8 Определение работы цикла графическим путем с использованием системы КОМПАС 3D 25 ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 27 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………...28 СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И ИНДЕКСОВ
C0 — скорость набегающего потока, м/с C5 — скорость истечения газа, м/с Cp — изобарная теплоемкость, Дж/кг×К Cv — изохорная теплоемкость, Дж/кг×К G — масса, кг H — высота, м k — показатель адиабаты M — молярная масса, моль p — давление, Па q — теплота, Дж/кг R - удельная газовая постоянная, R — универсальная газовая постоянная, Дж/кг×К Rуд — удельная тяга двигателя, м/с L – удельная работа; S — энтропия, Дж/кг T — температура, К U — внутренняя энергия, Дж/кг v — удельный объем, м3/кг a — коэффициент избытка воздуха D — изменение параметра ht — термический к. п. д., % r0 — плотность воздуха, кг/м3 t — время, ч ¢ — параметр (характеристика) относится к воздуху ¢¢ — параметр (характеристика) относится к продуктам сгорания opt – оптимальный; i – номер компонента, процесса; ц – цикл; к – компрессор; О – точка О процесса; ВВЕДЕНИЕ Авиационный газотурбинный двигатель (ГТД) является сложной технической системой с высокими удельными параметрами. Конструкция доводилась до совершенства на основе большого объема экспериментальных исследований, накопленной статистики. Технические достижения в области конструкции, материалов, технологии, различных методов повышения нагрузочной способности, усталостной прочности, нашли в современном двигателе самое непосредственное воплощение. В мировой практике разработаны и освоены в производстве двигатели новых поколений, где в конструкцию привнесены качественные изменения, приведшие к существенному повышению удельных эксплуатационных параметров. Продолжающие находиться в эксплуатации и выпускаться, проверенные временем и доведенные на основе анализа результатов практического использования до высокого уровня совершенства ряд моделей ГТД сформировали большой объем практической информации. Данная информация должна использоваться для дальнейшего совершенствования авиационных ГТД подобного класса, а также для разработки новых конструкций двигателей, в том числе последующих поколений. Качество авиационного двигателя определяется: совершенством конструкции, качеством материалов; технологическими процессами изготовления деталей, технологическими процессами узловой сборки и испытаний узлов и агрегатов, качеством получаемых от поставщиков комплектующих, технологическим процессом сборки двигателя, испытаниями двигателя, метрологическим обеспечением производства в целом, транспортно-складскими операциями, условиями эксплуатации и множеством других факторов. Целью курсовой работы является расчёт параметров состояния рабочего тела и энергетических характеристик ГТД. Расчёты ведутся для идеального цикла ГТД с изобарным подводом тепла. P – V координатах Определение значений параметров p и v в промежуточных точках процессов 1-2 и 3-4, 4-5 позволяет построить достаточно точные графики. Поскольку процессы 1-2 и 3-4-5 адиабатные, то для любой пары точек на них справедливы соотношения: Отсюда, задаваясь значениями параметров и используя известные величины
Расчетные значения промежуточных точек процессов, как и характерных откладываем на графике p-v и через них проводим плавную кривую процесса (см. рисунок 3). ЗАКЛЮЧЕНИЕ В данной работе был произведен расчет термодинамических параметров газотурбинного двигателя (состав рабочего тела в характерных точках, калорические и энергетические характеристики) по заданным высоте, продолжительности и скорости полета, тяге двигателя и типу топлива. Был построен рабочий цикл ГТД в p-v и T-S координатах. Для заданного интервала температур термический КПД цикла двигателя меньше термического КПД цикла Карно (термические КПД циклов равны соответственно
Задание Рассчитать идеальный цикл ГТД тягой R при полете с числом М за время τ (час) по заданной высоте Н при температуре Т3 газа перед турбиной. Исходные данные приведены в табл. 1. Масса воздуха G = 1 кг. Топливо – керосин ТС-6.
Таблица 1 - Исходные данные
Реферат Курсовая работа: 27 страниц, 4 рисунка, 6 таблиц, 7 источников.
АДИАБАТНЫЙ ПРОЦЕСС, УНИВЕРСАЛЬНАЯ ГАЗОВАЯ ПОСТОЯННАЯ, ИЗОБАРНЫЙ ПРОЦЕСС, ЭНТАЛЬПИЯ, ЭНТРОПИЯ, ТЕПЛОЕМКОСТЬ, ЦИКЛ ГТД, ТЕПЛОТА, ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ.
Определены массовые доли, молекулярные массы, мольные доли, изохорные теплоемкости компонентов воздуха, поступающего в диффузор, газовая постоянная, показатель адиабаты, характеризующие воздух в точке 0 цикла ГТД. Рассчитано оптимальное значение степени сжатия воздуха в компрессоре, обеспечивающее максимально полезную работу цикла для заданного значения температуры Т3. Вычислен потребный коэффициент избытка воздуха a в камере сгорания. Найдены значения массовых и мольных долей компонентов рабочего тела, как смеси продуктов сгорания и избыточного воздуха; молекулярная масса смеси, плотность, теплоемкость, газовая постоянная и показатель адиабаты, характеризующие смесь при температуре Т3. Результаты расчетов сведены в таблицы. Рассчитаны параметры состояния в характерных и нескольких промежуточных точках идеализированного цикла ГТД, определены изменения внутренней энергии, энтальпии, энтропии, теплоты, удельные работы процессов и за цикл. Изображен идеальный цикл в p-v и T-S координатах. Рассчитаны энергетические характеристики ГТД. Содержание
ВВЕДЕНИЕ. 6 1 Краткое описание принципа работы ГТД.. 7 2 Расчёт состава рабочего тела цикла. 8 2.1 Расчёт состава рабочего тела. 8 2.2 Расчёт оптимального значения степени повышения давления в компрессоре ГТД 10 2.3 Определение коэффициента избытка воздуха. 10 2.4 Расчёт состава продуктов сгорания и рабочей смеси. 11 3 Расчёт основных параметров состояния рабочего тела в узловых точках цикла ГТД14 4 Расчет калорических величин цикла ГТД.. 16 4.1 Изменение калорических величин в процессах цикла. 16 4.2 Расчет теплоты процессов и тепла за цикл. 17 4.3 Расчет работы процессов и полной работы за цикл. 17 5Расчёт параметров состояния рабочего тела в промежуточных точках процессов сжатия и расширения. 19 5.1 Расчёт параметров промежуточных точек при построении цикла ГТД в. 19 P – V координатах. 19 5.2 Расчёт процессов, изображаемых в T-S-координатах. 21 6 Построение идеального цикла в p-v и T-S координатах. 22 7 Расчёт энергетических характеристик ГТД.. 24 8 Определение работы цикла графическим путем с использованием системы КОМПАС 3D 25 ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 27 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………...28 СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И ИНДЕКСОВ
C0 — скорость набегающего потока, м/с C5 — скорость истечения газа, м/с Cp — изобарная теплоемкость, Дж/кг×К Cv — изохорная теплоемкость, Дж/кг×К G — масса, кг H — высота, м k — показатель адиабаты M — молярная масса, моль p — давление, Па q — теплота, Дж/кг R - удельная газовая постоянная, R — универсальная газовая постоянная, Дж/кг×К Rуд — удельная тяга двигателя, м/с L – удельная работа; S — энтропия, Дж/кг T — температура, К U — внутренняя энергия, Дж/кг v — удельный объем, м3/кг a — коэффициент избытка воздуха D — изменение параметра ht — термический к. п. д., % r0 — плотность воздуха, кг/м3 t — время, ч ¢ — параметр (характеристика) относится к воздуху ¢¢ — параметр (характеристика) относится к продуктам сгорания opt – оптимальный; i – номер компонента, процесса; ц – цикл; к – компрессор; О – точка О процесса; ВВЕДЕНИЕ Авиационный газотурбинный двигатель (ГТД) является сложной технической системой с высокими удельными параметрами. Конструкция доводилась до совершенства на основе большого объема экспериментальных исследований, накопленной статистики. Технические достижения в области конструкции, материалов, технологии, различных методов повышения нагрузочной способности, усталостной прочности, нашли в современном двигателе самое непосредственное воплощение. В мировой практике разработаны и освоены в производстве двигатели новых поколений, где в конструкцию привнесены качественные изменения, приведшие к существенному повышению удельных эксплуатационных параметров. Продолжающие находиться в эксплуатации и выпускаться, проверенные временем и доведенные на основе анализа результатов практического использования до высокого уровня совершенства ряд моделей ГТД сформировали большой объем практической информации. Данная информация должна использоваться для дальнейшего совершенствования авиационных ГТД подобного класса, а также для разработки новых конструкций двигателей, в том числе последующих поколений. Качество авиационного двигателя определяется: совершенством конструкции, качеством материалов; технологическими процессами изготовления деталей, технологическими процессами узловой сборки и испытаний узлов и агрегатов, качеством получаемых от поставщиков комплектующих, технологическим процессом сборки двигателя, испытаниями двигателя, метрологическим обеспечением производства в целом, транспортно-складскими операциями, условиями эксплуатации и множеством других факторов. Целью курсовой работы является расчёт параметров состояния рабочего тела и энергетических характеристик ГТД. Расчёты ведутся для идеального цикла ГТД с изобарным подводом тепла. Краткое описание принципа работы ГТД Газотурбинный двигатель — тепловой двигатель, в котором газ сжимается и нагревается, а затем энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу газовой турбины. В отличие от поршневого двигателя, в ГТД процессы происходят в потоке движущегося газа. Сжатый атмосферный воздух из компрессора поступает в камеру сгорания, туда же подаётся топливо, которое, сгорая, образует большое количество продуктов сгорания под высоким давлением. Далее газовоздушная смесь расширяется и часть её энергии преобразуется в турбине в механическую энергию вращения основного вала. Эта энергия расходуется, в первую очередь, на работу компрессора, а также используется для привода агрегатов двигателя (топливных подкачивающих насосов, масляных насосов и т. п.) и привода электрогенераторов, обеспечивающих энергией различные бортовые системы. Основная часть энергии расширяющейся газовоздушной смеси идёт на ускорение газового потока в сопле и создание реактивной тяги.
Читайте также: lektsia.com |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
, найдем параметры промежуточных точек:
)
