Проектный термогазодинамический расчет авиационных ГТД гражданского назначения: учебное пособие/ ГРИГОРЬЕВ В.А., Самарск., гос. аэрокосм. ун-т., Самара, 2001 г. 170 с.,
ISBN 5-7883-0142-4.
На числовых примерах изложена методика проектного термогазодинамического расчета основных типов авиационных ГТД гражданского назначения (ТРДД, ТВД, ТВВД и ТВаД). Даны рекомендации по выбору исходных данных к расчету, по методике выполнения расчетов проектируемого ГТД на нерасчетном режиме.
Учебное пособие предназначено для студентов специальности 130301, выполняющих курсовую работу, и студентов специальности 130209, выполняющих задания на практических занятиях.
табл. 12, илл. 6, библиогр.: 14 назв.
Печатается по решению редакционно–издательского совета Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С.П.Королева
1. РАСЧЕТ ТРДД С РАЗДЕЛЬНЫМ ИСТЕЧЕНИЕМ ИЗ КОНТУРОВ.....................
1.1. Исходные данные к расчету........................................................................
1.2. Проектный расчет ТРДД с раздельным истечением для условий
крейсерского полета.....................................................................................
1.3. Расчет ТРДД на взлетном режиме .............................................................
9
9
11
25
2. РАСЧЕТ ТРДД СО СМЕШЕНИЕМ ПОТОКОВ
2.1. Исходные данные к расчету ......................................................................
2.2. Проектный расчет ТРДД со смешением потоков для условий
крейсерского полета....................................................................................
2.3. Расчет ТРДДсм на взлетном режиме.......................................................
38
38
40
54
3. РАСЧЕТ ТВВД (ТВД)................................................................................................
3.1. Исходные данные к расчету........................................................................
3.2. Проектный расчет ТВВД (ТВД) для условий крейсерского полета .......
3.3. Расчет ТВВД (ТВД) на взлетном режиме .............................. ..................
68
68
70
82
4. РАСЧЕТ ТВаД ............................................................................................................
4.1. Исходные данные к расчету ......................................................................
4.2. Проектный расчет ТВаД для условий взлетного режима ......................
4.3. Расчет ТВаД на крейсерском режиме .......................................................
94
94
96
108
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..............................................................................................
120
Приложение 1. Диаграммы функций для воздуха
и газа ..........................................................................................
Приложение 3. Таблица термодинамических функций
для газа .....................................................................................
156
Приложение 4. Таблицы газодинамических функций для воздуха (к = 1,4)
и газа (к = 1,33) ..................................................................................
157
В В Е Д Е Н И Е
При выполнении проектных термогазодинамических расчетов авиационных ГТД студенты специальностей 130209 и 130301 испытывают определенные трудности, пользуясь учебным пособием [1 ].
Принципиальной особенностью подхода, изложенного в данном пособии, является существенное уменьшение объема работ, связанных с выбором параметров рабочего процесса – основной набор необходимых исходных данных выдается преподавателем. При этом важно отметить, что исходные данные по проектному расчету для ТРДД, ТВД, ТВВД задаются для режима крейсерского полета, а для ТВаД – для взлетного режима. В пособии приведены необходимые материалы, позволяющие после проведения проектного расчета на указанных режимах по заданию преподавателя определить параметры и выходные данные двигателя на нерасчетном режиме (соответственно для ТРДД, ТВД и ТВВД на взлетном, а ТВаД – на крейсерском полетном режимах) для того, чтобы дать предварительную оценку эффективности применения ГТД на заданном ЛА.
Основные методические положения и числовые примеры дают представление о широко применяемых методах расчета и о порядке величин параметров современных авиационных ГТД.
В данной работе, как и в учебном пособии [1], для высокотемпературных двигателей с пленочным охлаждением лопаток турбины, в качестве расчетной температуры газа принята температура в горловине I–го СА турбины. Схема потока рабочего тела в этом случае с учетом охлаждающего воздуха показана на рис.В.1.
При таком подходе можно определить значения температуры на выходе из камеры сгорания и температуры перед первым рабочим колесом . При отсутствии пленочного охлаждения . При отсутствии охлаждения СА .
Примеры расчета подобраны таким образом, чтобы студент мог на их основе самостоятельно составить методики проектного расчета для других типов и схем ГТД (например ТРД, одновального ТВД, одновального ТВаД и др. ), а также методику расчета рассматриваемых дозвуковых ГТД на нерасчетном режиме, который необходим для последующего проектирования проточной части двигателя и лопаточных машин.
Рис.В.1. Схема расчетных сечений в турбине
В примечаниях к примерам указываются конкретные страницы учебного пособия [1], а также разделы учебника [4], с которыми рекомендуется ознакомиться и материалы которых использовать в процессе самостоятельного выполнения расчетов. В приложении приводятся необходимые для расчета таблицы газодинамических функций [3,14], таблицы термодинамических функций , таблица значений параметров Международной стандартной атмосферы [5].
Контроль результатов расчета выполняется преподавателем по материалам работы [6].
Данное пособие может быть также использовано студентами других специальностей двигателестроительного профиля при выполнении курсовых работ и дипломных проектов. Однако в этом случае необходимо самостоятельно подготовить набор исходных данных, используя при этом рекомендации работы [1] либо материалы по двигателям-прототипам.
1. РАСЧЕТ ТРДД С РАЗДЕЛЬНЫМ ИСТЕЧЕНИЕМ ИЗ КОНТУРОВ
В разделе приводятся примеры проектного расчета ТРДД с раздельным истечением в условиях крейсерского полета и расчета этого двигателя в условиях взлета. Схема двигателя приведена на рис. 1.1.
Рис.1.1. Схема ТРДД с раздельным выхлопом
Исходные данные к расчету
В таблице 1.1 приведены необходимые исходные данные. Рассмотрен пример задания на курсовую (дипломную) работу по проектированию ТРДД с раздельным истечением.
Заданные режимы работы двигателя:
= 99 кН при , , САУ;
= 20,4 кН в условиях полета = 11 км, , САУ.
Заданный прототип двигателя – ТРДД TF–34–GE–2 [9].
Заданный прототип ЛА – Боинг 737–300 [10].
Расчетная дальность полета ЛА – = 3500 км.
Ограничения:
максимальная температура газа перед турбиной ;
удельные затраты топлива ЛА .
Таблица 1.1
Вариант исходных данных к расчету ТРДД
Значения параметров
Параметры
= 11, =0,8; = 20,4 кН
= 0, =0, = 99 кН*)
1400
1560
6,1
6,16
1,0
0,94
23
20,79
1,68
1,6
0,875
0,884
1,504
1,43
0,853
0,862
15,3
14,54
0,848
0,848
0,907
0,907
0,92
0,902
295,07
340,28
= 1,0
= 0,995
= 0,96
=0,945
= 0,99
= 0,98
=0,99
= 0,995
= 0,975
= 1,0
= 0,99
= 0,995
= 1,0 = 0,98
= 1,0= 1,0
Проектный расчет ТРДД с раздельным истечением
для условий крейсерского полета
Таблица 1.2
Параметр
и формула его расчета
Числовой пример [ 1 ]
Примечания
В х о д н о е у с т р о й с т в о
0,8×295,07= 236,1 м/с
216,7 К
МСА (приложение 2)
22,766 кПа
[5, c. 170]
216,9 кДж/кг
0,447
1) ,
по величине
0,6811
,
по значению
244,64 К
,
по значению
2)
1 кг/с
принимается для
проектного расчета
1,0
принимается для
проектного расчета
Вентилятор (компрессор наружного контура )
1,0
принимается
6,1
табл. 1.1
Продолжение табл.1.2
Параметр
и формула его расчета
Числовой пример [ 1 ]
Примечания
1,68
табл.1.1
0,875
табл. 1.1
284,38 кДж/кг
по
244,77+44,67=289,34 кДж/кг
289,1 К
по
0,8592 × 44,67 = 38,38 кВт
Компрессор низкого давления
1,504
табл. 1.1
0,853
табл. 1.1
34,69 × 1 × 1,504 = 52,05 кПа
0,6811 × 1,504 = 1,023
275,0 кДж/кг
по
Продолжение табл.1.2
Параметр
и формула его расчета
Числовой пример [ 1 ]
Примечания
244,77+35,43 = 280,19 кДж/кг
279,9 К
по
1,084
0,1408 × 35,43 = 4,988 кВт
Компрессор высокого давления
1,0
принимается
15,3
табл. 1.1
0,848
табл. 1.1
610,92 кДж/кг
по
280,19 + 380,1 = 670,29 кДж/кг
659,7 К
по
709 кДж/кг
по [4, c.50 ] или прилож. 3
0,1408 × 390,1 = 54,93 кВт
Продолжение табл.1.2
Параметр
и формула его расчета
Числовой пример [ 1 ]
Примечания
Камера сгорания
1400 К
табл. 1.1
0,99
табл.1.1
0,945
табл. 1.1
1549,27 кДж/кг
по = 1400 К
для
519,35
по =1400 К
для
42900 + 14,78(670,29 – 293,32) –
– (1+14,78)(709,15 – 302,93) =
= 42061,4 кДж/кг
1646 кДж/кг
[4, c.50] или прилож.3
по =1400 К
1512,43 кДж/кг
по ,
302,93 кДж/кг
[4, c.50]
или прилож. 3
по =293 К
295,18 кДж/кг
по
=293 К
проверить по номограмме
[1, c.43]
[4, c.124...126]
Последнее изменение этой страницы: 2018-04-12; просмотров: 201.
stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...