Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Расчёт основных параметров. Рис. 2.1. Схема ТВД: 1 – воздушный винт; 2 – входное устройство; 3 – редуктор; 4 – осевой

Читайте также:
  1. V основных исторических периодов
  2. А) Об основных формах нарушения высших корковых функций при локальных поражениях мозга
  3. Амортизация основных средств
  4. Амортизация основных фондов
  5. Анализ привода и назначение параметров отдельных передач.
  6. Балансы основных фондов
  7. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТРЕХ ОСНОВНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ БЛОКОВ МОЗГА

 

 


Рис. 2.1. Схема ТВД: 1 – воздушный винт; 2 – входное устройство; 3 – редуктор; 4 – осевой компрессор; 5 – камера сгорания; 6 – газовая турбина;

7 – выходное устройство

 

2.2.1. Работа расширения газа в турбине

 

Работа расширения газа в турбине определяется из условия полного расширения газа в турбине:

, Дж/к,(2.1)

где πТ = = 2010916/101325 = 19,8 – действительная степень понижения давления газа в турбине;

рТ = (1,0…1,05)· рН = 101325 Па – статическое давление в потоке газа за турбиной;

ηТ – мощностной КПД турбины ТВД. На расчётном режиме рекомендуется принимать ηТ = 0,8…0,83. При этом чем больше эквивалентная мощность, тем больше КПД ηТ = 0,8…0,83. В формуле (2.1) выбрано значение ηТ = 0,83.

 

2.2.2. Работа, передаваемая на вращение воздушного винта

 

Lв = Lе· η ред = (LТ – LК) · η ред = (730518,54 - 473862,5)·0,99 =

= 254089,48,Дж/кг, (2.2)

где η ред – КПД редуктора. Рекомендуется принимать η ред = 0,97…0,99, причём, чем больше мощность двигателя, тем больше η ред. В расчёте (2.2) выбрано значение η ред = 0,99.

 

2.2.3. Мощность, передаваемая на вращение воздушного винта

 

Nв = Lв·Gв = 254089,48·120 = 30490737 Вт = 30490,737 кВт. (2.3)

 

2.2.4. Тяга, создаваемая воздушным винтом

 

Рв = Nв· ηв / V п ,(2.4)

где ηв КПДвинта;

V п скорость полёта самолёта.

В стендовых условиях (V п = 0, ηв = 0) тяга Рв по формуле (2.4) не определяется, поэтому при V п= 0 тяга винта при известном значении мощности Nв0 определяется с помощью экспериментального коэффициента К0 = Рв0 / Nв0. При известном Ко тяга винта определяется формулой

Рв0 = Ко· Nв0, (2.5)

где Nв0 мощность, подводимая к валу винта на стенде.

Для современных винтов на взлётном режиме К0 = 9…17Н/кВт в зависимости от нагрузки винта, характеризуемой отношением мощности винта Nв к площади, ометаемой лопастями винта – Fв = π· . С ростом скорости полёта коэффициент К0 уменьшается. При сравнительных расчётах для низконагруженных винтов ТВД обычно принимают К0 = 15Н/кВт, а для высоконагруженных (ТВВД) 9…10 Н/кВт. Для выполняемого расчёта выбираем К0 = 10Н/кВт,

Рв = Рв0 = К0· Nв0 = 10·30490,737 = 304907,37 Н. (2.6)

 

2.2.5. Реактивная тяга, развиваемая ТВД при V п= 0 (на стенде, на старте)

= 120·(200 – 0) = 24000 Н. (2.7)

Скорость истечения газа из реактивного сопла ТВД сС = 200 м/с выбрана на основании анализа формулы Б.С. Стечкина [3], выведённой для случая оптимального распределения работы цикла между тягой винта и реакцией струи:

сС опт = V п / η ред ·ηв . (2.8)

 

Как видно из формулы (2.8), чем больше скорость полета V пи чем меньше КПД винта ηв и КПД редуктора η ред (даже при постоянстве этих КПД с изменением скорости V п), тем больше будет оптимальная скорость истечения газа из выходного сопла, и, следовательно работа реакции струи, и меньше работа, передаваемая на винт. В целях приближения распределения энергии между винтом и реакцией струи к оптимальному в полёте для ТВД с современными параметрами целесообразно на земле (Н = 0, V п= 0) передавать на винт 85…90 % работы цикла, и, следовательно 10…15 % оставить на приращение кинетической энергии струи. Этому распределению соответствует сС = 200…350 м/с.

 

2.2.6. Полная тяга ТВД

 

Полная тяга ТВД РΣ складывается из тяги, создаваемой винтом Рв и реактивной тяги Рр тяги, создаваемой за счёт реакции газовой струи, истекающей из сопла двигателя:

РΣ = Рв + Рр = 304907,37 + 24000 = 328907,37 Н. (2.9)

 

2.2.7. Эквивалентная мощность

 

Под эквивалентной мощностью N эпонимают условную мощность, необходимую для вращения такого воздушного винта, который развивал бы тягу, равную суммарной тяге двигателя РΣ .

 

N э= Nв0 + Рр / К0 = 30490,737 + 24000/10 = 32890,737кВт. (2.10)

 

2.2.8. Тяга, развиваемая ТВД в условиях старта

 

Тяга, развиваемая ТВД в условиях старта воздушного судна (V п= 0) может быть вычислена по формуле:

PΣ = N э· K0 = 32890,737·10 = 328907,37 H (2.11)

 

2.2.9. Удельный эквивалентный расход топлива

 

С э = GТ.Ч / N э = gТ ·GB· 3600 / N э = = 0,26 кг/(кВт·ч), (2.12)

где GТ.Ч = gТ ·GB· 3600 часовой расход топлива, кг/ч.

 

GТ.Ч = gТ ·GB· 3600 = 0,02·120·3600 = 8640 кг/ч. (2.13)

 

Для современных ТВД удельный эквивалентный расход топлива лежит в диапазоне С э = 0,24…0,40 кг/(кВт·ч). Полученное значение (2.11) удовлетворяет требованиям, предъявляемым к современным ТВД.

 

 

2.2.10. Определение удельных параметров ТВД как движителя (ТВД имеет два движителя: воздушный винт и газотурбинный контур)

 

P уд = PΣ / GВ = 328907,37 / 120 = 2741 (Н·с)/кг; (2.14)

 

С уд = GТ.Ч / РΣ = 8640 / 328907,37 = 0,026 кг/(Н·ч). (2.15)

 

2.2.11. Количество ступеней турбины

 

Количество ступеней турбины zT определяется в зависимости от суммарной работы турбины LT и работы одной её ступени LСТ.T. При степени понижения давления газа в ступени турбины = 1,7…2,2 и при температурах на входе в турбину, используемых в современных ГТД ( = 1600…1650 К), удельная работа одной ступени составляет 200…300 кДж/кг, а в сверхзвуковых высоконагруженных ступенях при = 3,5…4,0 достигает 400…500 кДж/кг. Для расчёта принимаем LСТ.T = 243 кДж/кг, тогда:

 

zT = LT / LСТ.T = 730518,54/243000 = 3. (2.16)

 

2.2.12. Удельная работа цикла ТВД

 

Lц = Le+ = (LT – LK) + =

730518,54 – 473862,5 + = 276656,04, Дж/кг. (2.17)

 

2.2.13. Внутренний КПД ТВД

 

ηвн = Lц·ηГ / qвн = 276656,04·0,97/876244 = 0,31. (2.18)


Дата добавления: 2015-10-21; просмотров: 83 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА ПО ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОМУ РАСЧЁТУ АВИАЦИОННОГО ГТД НА ЗАДАННОМ РЕЖИМЕ РАБОТЫ | Входное устройство | Сечение В–В | Сечение К–К | Сечение Г–Г | Сечение Г–Г | Сечение Т–Т | Выходное устройство | Сечение С–С | Основные параметры двигателя |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Построение действительного цикла спроектированного ГТД| Расчёт основных параметров

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.01 сек.)