Тепловий розрахунок двигуна

Вихідні дані для розрахунку:

x_вх = 0,15 Hв = 10500 ккал/кг = 43000 Дж/кг

n = 0,96 p_к^* =14

y = 0,98 Т₃^* = 1300 К

С_а = 150 м/с Р₀ = 1,033 кг/см² = 0,1 МПа

Т_н = 288 К R=3000 кг

x = 0,98

Вхідна частина двигуна

Температура повітря на вході в компресор:

(3.1)

Тиск на вході в компресор:

(3.2)

R = 29,27 кГ·м/кг·град – універсальна газова постійна;

Питома вага повітря перед компресором:

(3.3)

Компресор

Повний адіабатичний напір компресора:

(3.4)

Приймаємо адіабатичний ККД компресора 0,86; механічний – 0,99;

h_ад^* = 0,86

h_м^* = 0,99

h_дад^* = 0,86

h_дад^* = 0,86

h_тк = h_дад^* · h_м^* = 0,86 · 0,99 = 0,851

Визначаємо ефективну роботу компресора:

(3.5)

Задаємо швидкість на виході з дифузора: С₂ = 130 м/с.

Повна температура потоку на виході з компресора:

(3.6)

Статична температура на виході:

(3.7)

Повний і статичний тиск на виході з компресора:

(3.8)

(3.9)

Питома вага повітря на виході з компресора:

(3.10)

Камера згоряння

Теоретична кількість повітря для згоряння 1 кг палива, паливо має склад: 86%С и 14%Н (С = 0,86, Н = 0,14).

(кг/кг палива)

Ви означаємо середню питому теплоємність продуктів згоряння С_р^" = і повітря С_р^' для температурного проміжку від Т_н до Т_З^*:

(3.11)

(3.12)

Визначаємо необхідний коефіцієнт надлишку повітря:

(3.13)

Газова постійна продуктів згоряння

(3.14)

Повний тиск газу перед турбіною:

(3.15)

Визначаємо середнє значення показника адіабати продуктів згоряння, приймаємо орієнтовно k' = 1,32.

Орієнтовно оцінюємо температуру газу кінця розширення в двигуні:

(3.16)

Середня питома теплоємність чистих продуктів згоряння і повітря для температур від Т₃^* до Т_е:

(3.17)

(3.18)

Середня теплоємність дійсних продуктів згоряння:

(3.19)

Тепловий еквівалент роботи:

(ккал/кг·м)

Дійсне значення показника адіабати:

(3.20)

Це значення близько до прийнятого, тому подальший перерахунок не потрібен.

Турбіна

h_т^* = 0,65

h_тт^* = 0,86

h_в^* = 0,80

Теплоперепад, який має бути спрацьовано на турбіні:

(3.21)

Цьому теплоперепаду відповідає умовна швидкість витікання газів:

(3.22)

Ступінь реактивності турбіни на середньому діаметрі приймаємо ρ=0,35.

Тиск на виході з соплового апарату турбіни:

(3.23)

Тоді: (3.24)

Критичне відношення тиску при k’=1,33:

(3.25)

Перепад тиску нижчій за критичний, тому має бути місце розширення газу в соплових каналах.

Температура газу на виході с соплового апарату:

(3.26)

Тиск газу на виході з турбіни:

(3.27)

Ступінь розширення газу в турбіні:

(3.28)

Температура газу на виході з турбіни:

(3.29)

Приймаємо м/с, тоді статична температура:

(3.30)

Повний тиск за турбіною:

(3.31)

Реактивне сопло

Коефіцієнт втрат швидкості в реактивному соплі:φ_с=0,99

Дійсний перепад тиску в реактивному соплі:

(3.32)

Швидкість на виході із сопла розраховуємо за формулою:

(3.33)

Температура у вихідному перетині:

(3.34)

Питома вага газу у вихідному перетині:

(3.35)

Визначення основних характеристик двигуна

Питома тяга двигуна з урахуванням палива, яке згоряє:

(3.36)

Необхідна витрата повітря:

(3.37)

Витрати газу через турбіну:

(3.38)

Питома витрата палива:

(3.39)

Годинна витрата палива:

(3.40)

Потужність, яка витрачається на компресор:

(3.41)

Потужність на валу турбіни:

(3.42)

Дата добавления: 2015-07-15