Студопедия
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
|
Расчет ТВаД на крейсерском режиме
Исходные данные к расчету
Вертолетные ГТД (как и другие ТВаД) бывают со встроенным редуктором и без редуктора. В последнем случае (как и на рис. 4) редуктор является принадлежностью вертолета (потребителя мощности). Это отличие необходимо учитывать при проведе-нии термогазодинамического расчета и расчета проектного значения массы двигателя.
Пример задания на курсовую (дипломную) работу по разделу проектирования ТВаД:
Заданные режимы работы двигателя:
=823 кВт (1120 .л.с.) при , , САУ;
= 494 кВт при = 0,5 км , = 260 км/ч , САУ.
Заданный прототип двигателя – ТВаД «Джем–41» фирмы Роллс–Ройс.
Заданный прототип ЛА – вертолет WG.B или WG.30 «Линкс».
Расчетная дальность полета ЛА – 630 км.
Ограничения:
максимальная температура газа в горле 1-го СА турбины ;
удельные затраты топлива ЛА .
Таблица 4.1
Вариант исходных данных к расчету ТВаД
| Значения параметров
| Параметры
| = 0, = 0, САУ ;
= 823 кВт
| = 0,5 км , = 0, САУ*) = 494 кВт
|
| 1415
| 1231
|
| 13,02
| 10,48
|
| 4,2
| 3,654
|
| 0,805
| 0,815
|
| 3,1
| 2,86
|
| 0,775
| 0,775
|
| 0,855
| 0,855
|
| 0,88
| 0,88
|
| 0,91
| 0,917
|
| 1,04
| 1,0244
|
| 340,28
| 338,36
| = 0,985
| = 1,0
| = 1,0
| = 0,955
| = 0,98
| = 0,985
| =0,99
| = 1,0
| = 1,0
| = 0,98
| = 0,98
| = 0,97
| = 1,0
| = 1,0
| = 1,0
= 0,99
| 4.2. Проектный расчет ТВаД
для условий взлетного режима
В качестве расчетного режима для проектируемого вертолетного ГТД обычно принимается взлетный режим при = 0, = 0, САУ. Это объясняется тем обстоятельством, что в обычных для вертолета условиях эксплуатации, максимальные значения приведенного расхода воздуха ( ) и степени повышения давления в компрессоре ( ) реализуются именно на взлетном режиме. Как и в случае двухвального ТВВД (см. главу 3), от методики расчета ТВаД с двухкаскадным турбокомпрессором, легко перейти к методике расчета ТВаД с однокаскадным турбокомпрессором. Для этого необходимо изъять каскад высокого давления как из компрессора, так и из турбины.
Таблица 4.2
Продолжение табл.4.2
Параметр
и формула его расчета
| Числовой пример
| Примечания
|
| 1,207
| ,
по значению
|
| 288,16 К
|
| Компрессор низкого давления
|
| 1,0
| принимается
|
| 4,2
| табл. 4.1
|
| 0,805
| табл. 4.1
|
| 101,33 × 0,985 × 4,2 = 419,2 кПа
|
|
| 1,207 × 4,2 = 5,0694
|
|
| 435,159 кДж/кг
|
по
|
|
|
|
| 288,4+182,36 = 470,76 кДж/кг
|
|
| 468,5 К
| по
|
| 6,669
| по
| 1)
| 1 × 182,36 = 182,36 кВт
|
|
Продолжение табл.4.2
Параметр
и формула его расчета
| Числовой пример
| Примечания
| Компрессор высокого давления
|
| 1,0
| принимается
|
| 3,1
| табл. 4.1
|
| 0,775
| табл. 4.1
|
|
|
|
|
|
|
| 649,5 кДж/кг
| по
|
|
|
|
| 470,7 + 230,45 = 701,38 кДж/кг
|
|
| 688,8 К
| по
|
| 1 × 230,45 = 230,62 кВт
|
|
| 743,07 кДж/кг
| [4, c.50 ]
или прилож. 3 по
| Камера сгорания
|
| 1415 К
| табл. 4.1
| | | | | |
Продолжение табл.4.2
Параметр
и формула его расчета
| Числовой пример
| Примечания
|
| 1568,6 кДж/кг
| по
|
| 543,9
| по
|
| 1667,15 кДж/кг
| [4, c.50 ]
или прилож. 3 по
|
| 1533 кДж/кг
| по
| i*293 a =1
| 302,93 кДж/кг
| [4, c.50 ] или прилож. 3
| i*293 a = ¥
| 293, 32 кДж/кг
| по
| =
= 42900 + 14,78 (701,38 –– 293,32) – (1+14,78)× (743,07 –
– 302,93) = 41985,7 кДж/кг
|
| для стандартного авиационного
керосина
Нu о = 42900 кДж/кг
|
| проверить по номограмме
[1, c.43]
[4, c.124...126]
| = 0,02117
|
| = 1– [ (1 – 1) + (1 – 0,985) + (1–1 ) + (1– 0,97] = 0,955
|
| = 1– [ (1–1) + (1– 0,98) + (1–1) + (1–1)] = 0,98
|
| = 1– [ (1 – 1) + (1 – 0,99) + (1–1 ) +(1– 1)] = 0,99
| | | | | Продолжение табл.4.2
Параметр и формула его расчета
| Числовой пример
| Примечания
|
|
| = 1 – [ (1-0,935) + (1– 0,99) = 0,925
|
| = =
|
|
| = 1 – (1– 0,925 ) × 1 =
| 0,925 кг/с
|
| = 0,02117 × 0,925 =
| 0,01959 кг/с
|
| ч
| 70,53 кг/с
|
|
| 0,9446 кг/с
|
|
| 1568,6 кДж/кг
| отсутствует пленочное охлаждение СА
|
| 1415 К
|
|
|
| 1555 кДж/кг
|
|
| 1404 К
|
по
|
|
|
|
| 1299,5×0,955 = 1241 кПа
|
| | | | | |
Продолжение табл.4.2
Параметр и формула его расчета
| Числовой пример
| Примечания
| Турбина высокого давления
|
|
|
|
|
| 0,855
| табл. 4.1
|
|
|
| =
|
|
|
| 252,45
|
по
|
|
|
|
|
|
|
|
| = 1296 кДж/кг
|
| | | | |
Продолжение табл.4.2
Продолжение табл.4.2
Параметр и формула его расчета
| Числовой пример
| Примечания
|
|
|
|
| 1099,9 кДж/кг
|
| 1028,4 К
|
по
|
| 141,67
|
по
|
|
|
| 1,0
|
| Свободная турбина
|
| 1,04
| табл. 4.1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | | | | |
Продолжение табл.4.2
Продолжение табл.4.2
Параметр и формула его расчета
| Числовой пример
| Примечания
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 0,33
| табл. ГДФ1)
к = 1,33
|
|
|
|
| ч
| ч
| Основные проектные данные двигателя при
|
|
|
| ч
| 0,294 × 823 = 241,96 кг/ч
|
|
|
| = 0,865
принята по табл. 2.1 [1]
|
| м2
|
| | | | | | Продолжение табл.4.2
Параметр и формула его расчета
| Числовой пример
| Примечания
|
| м2
|
|
|
|
|
| 0,9446 × 3,44 = 3,249 кг/с
|
|
| 0,9896 × 3,44 = 3,404 кг/с
|
|
| 1,0096 × 3,44 = 3,473 кг/с
|
|
| 1,0196 × 3,44 = 3,507 кг/с
|
|
| 213,96 × 10-4 × 3,44 = 736 × 10-4 м2
|
| Предварительная оценка исходных параметров ТВаД для расчета крейсерского режима
|
|
| ,
задаются
в табл. 4.1
|
| 0,87
| рис. 6.4
[1, c.133 ]
|
| 0,985
| там же
|
| 0,925
| там же
|
| 0,87
| там же
|
| 1,008
| там же
|
| 0,87
| там же
|
| 1,0
| [1, c. 135]
|
Окончание табл.4.2
Параметр и формула его расчета
| Числовой пример
| Примечания
|
| 0,87
| [1, c. 133]
|
| 1,0
| [1, c. 135 ]
|
| 1,0034
| [1, рис.2.1]
|
| 1415 × 0,87 = 1231 К
|
|
| 1,04 × 0,985 = 1,0244
|
|
| 3,1 × 0,925 = 2,868
|
|
| 4,2 × 0,87 = 3,654
|
|
| 0,91 × 1,008 = 0,917
|
|
| 3,44 × 0,87 = 2,99 кг/с
|
|
| 0,805 × 1,012 = 0,815
|
|
| 0,775
|
|
| 0,855
|
|
| 0,88
|
|
|
|
Расчет ТВаД на крейсерском режиме
Таблица 4.3
Параметр и формула его расчета
| Числовой пример
| Примечания
| В х о д н о е у с т р о й с т в о
|
| м/с
|
|
| 284,91 К
| [5, c.169]
|
| 95,472 кПа
| [5, c.169]
|
| 285,176 кДж /кг
1,1535
| табл. ,
по
|
| кДж/кг
|
| 1,1895
| табл. ,
по
|
| 287,5 К
| табл. ,
по
|
| кПа
|
|
| 2,8 кг/с
|
|
| 0,87
|
| Компрессор низкого давления
|
| 3,654
| табл. 4.1
|
|
|
|
| 0,815
| табл. 4.1
|
Продолжение табл.4.3
Параметр и формула его расчета
| Числовой пример
| Примечания
|
| 98,45 × 0,985 × 3,654 = 354,35 кПа
|
|
| 1,1895 × 3,654 = 4,346
|
|
| 416,44 кДж/кг
| по
|
|
|
|
| 287,5+157,86 = 445,36 кДж/кг
|
|
| 443,6 К
|
по
|
| 5,496
|
по
|
| 2,8 × 157,86 = 442,008 кВт
|
| Компрессор высокого давления
|
|
|
|
| 2,868
| табл. 4.1
|
| 0,775
| табл. 4.1
|
|
|
|
|
|
|
| 601,462 кДж/кг
|
|
|
|
|
Продолжение табл.4.3
Параметр
и формула его расчета
| Числовой пример
| Примечания
|
| 445,36 + 201,42 =646,78 кДж/кг
|
|
| 637,6 К
| по
|
| 20,375
| по
|
| 683,942 кДж/кг
| [ 4, c. 50 ]или прилож.3 по
|
| 2,8 × 201,42 = 563,976 кВт
|
| Камера сгорания
|
| 0,99
| табл. 4.1
|
| 0,955
| табл. 4.1
|
| 1231 К
| табл. 4.1
|
| 1342,6 кДж/кг
| по
|
| 289,8
| по
|
| 1442 кДж/кг
| [ 4, c. 50 ]или прилож.3 по
|
| 1314,37 кДж/кг
| по
|
| 293,32 кДж/кг
| по
Т = 293К
|
| 302,93 кДж/кг
| [4, c.50] или прилож. 3
по Т = 293К
|
|
| = 42900 + 14,78(646,78 – 293,32) – (1+14,78)(683,942 – 302,93) = 42111,77 кДж/кг
|
|
Продолжение табл.4.3
Параметр
и формула его расчета
| Числовой пример
| Примечания
|
| проверить по номограмме
|
| [1, c.43]
[4, c.124...126]
|
| 0,955
| см. проектный расчет
|
| 0,98
| см. проектный расчет
|
| 0,99
| см. проектный расчет
|
| 0,925
| см. проектный расчет
| G в КС = =
|
|
| = 2,8 – (1– 0,925 ) × 2,8 =
| 2,59 кг/с
|
| = 0,01686 × 2,8 =
| 0,0472 кг/с
|
| ч
| 169,92 кг/ч
|
|
| 2,6572 кг/с
|
|
| 1342,6 кДж/кг
| отсутствует пленочное охлаждение
|
| 1231 К
|
по
| | | | |
Продолжение табл.4.3
Параметр и формула его расчета
| Числовой пример
| Примечания
|
|
|
|
| 1331,7 кДж/кг
|
|
| 1222 К
|
по
|
|
|
|
| 1016,28 × 0,955 = 970,54 кПа
| Турбина высокого давления
|
|
|
|
|
| 0,855
| табл. 4.1
|
|
|
| =
|
|
|
| 138,14
|
по
| | | | | |
Продолжение табл.4.3
|