Министерство образования Российской Федерации

Самарский Государственный Аэрокосмический Университет

им. Академика С.П. Королёва

Кафедра теплотехники и тепловых двигателей

Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе

«РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СОСТОЯНИЯ РАБОЧЕГО ТЕЛА И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ»

Вариант № 5

Выполнил:

Студент гр.2202

Жестков Д.А.

Проверил:

Белозерцев В.Н.

Самара 2012

Содержание

Введение 5

1 Описание работы и схема ГТД 7

2 Расчет состава рабочего тела 8

3 Расчет оптимального значения повышения давления в компрессоре ГТД 10

4 Определение коэффициента избытка воздуха 11

5 Расчёт состава продуктов сгорания и рабочей смеси 12

6 Расчет основных параметров состояния рабочего тела в узловых точках цикла ГТД 15

7 Расчет калорических величин цикла ГТД 17

8 Расчет параметров состояния рабочего тела в промежуточных точках процессов сжатия и расширения 21

9 Расчет энергетических характеристик ГТД 24

10 Определение работы и теплоты цикла графическим путем 25

Заключение. 30

Список использованных источников 30

Условные обозначения, символы, сокращения единиц и терминов

С₀ - скорость набегающего потока; м/с

С_s - скорость истечения газа; м/с

C_ρ - изобарная теплоёмкость; Дж/кг*К

C_v - изохорная теплоёмкость; Дж/кг*К

R - газовая постоянная; Дж/кг*К

G - масса; кг

H - высота; м

H_u - низшая теплотворная способность; кДж/кг

k - показатель адиабаты;

M - молярная масса; моль

p - давление; Па

T - температура; К

ρ - плотность; кг/м³

q - теплота; Дж/кг

l - работа; Дж/кг

R_уд - удельная тяга двигателя; м/с

∆s - энтропия; Дж/кг*К

∆h - энтальпия; Дж/кг

∆u - внутренняя энергия; Дж/кг

υ - удельный объем; м³/кг

α - коэффициент избытка воздуха;

η₁ - термический кпд; %

τ - время; ч

^/ - параметр (характеристика) относится к воздуху;

^// - параметр (характеристика) относится к продуктам сгорания

Реферат

Пояснительная записка:

Рисунков: 3

Таблиц : 8

Источников: 1

РАБОЧЕЕ ТЕЛО, ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, ПРОЦЕСС, ЦИКЛ, ПАРАМЕТРЫ СОСТОЯНИЯ, ЗАКОН ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА, ТЕПЛОТА, ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ, РАБОТА, ТОПЛИВО, РАБОЧАЯ СМЕСЬ, ПРОДУКТЫ СГОРАНИЯ.

Цель работы: расчет параметров состояния рабочего тела и энергетических характеристик ГТД.

В результате работы определены: параметры состояния рабочего тела в термодинамических процессах идеального цикла ГТД, его энергетические показатели. Результаты расчетов характеристик идеального цикла ГТД представлены в графической форме.

Исходные данные

Таблица 1 – Заданные условия работы.

Заданные условия работы
Высота полета	Н, м	8000
Скорость	Число М	1.7
Время работы	τ, ч	1
Температура газа перед турбиной	Т3, К	1600
Тяга двигателя	R, H	6000

Таблица 2 – Данные международной стандартной атмосферы.

Международная стандартная атмосфера						Состав атмосферы
Н; м	Т0; К	р0; Н/м^2	р; кг/м^2\3	µ*10^5; Н*с/м^3	N2; %		O2; %	CO2; %	H2O; %
8000	236,2	35652	0,526	1,53	77,45		20,31	0,67	1,57

Таблица 3 – Состав топлива.

Состав топлива
Марка топлива	Т
Химическая формула	С Н1,96
Низшая теплота сгорания	Hu; кДж/кг	43000
Плотность при 20^оС	Ρт; кг/м^3	0,8

Введение

Авиационные двигатели принадлежат к классу тепловых двигателей внутреннего сгорания, внутри которых происходит сжигание топлива и преобразование части выделившегося тепла в работу.

Все газотурбинные двигатели (ГТД) имеют газогенератор (турбокомпрессор), включающий в себя компрессор, камеру сгорания и газовую турбину, преобразующий потенциальную энергию топлива в так называемую свободную энергию, которая затем с помощью специальных устройств преобразуется в тягу или мощность.

Поэтому данная работа посвящена расчету ГТД.

1 Описание работы и схема гтд

1 2 3 4 5 6

1. - входное устройство;

2. - компрессор;

3. - камера сгорания;

4. - газовая турбина;

5. - выходной клапан;

6. - сопло;

В ГТД изображенном на рисунке, набегающая струя воздуха, движущаяся со скоростью полета, тормозится в диффузоре, где происходит предварительное сжатие воздуха. Дальнейшее сжатие осуществляется в компрессоре. Но на больших сверхзвуковых скоростях полета динамическое сжатие становится значительным, соизмеримым со всем повышением давления в двигателе. Из компрессора воздух поступает в камеру сгорания, куда форсунками подается топливо, и где происходит сгорание топливовоздушной смеси, сопровождающееся повышением температуры газа. В турбине происходит расширение газов, преобразование их потенциальной энергии в механическую работу на валу, за счет которой приводятся в движение компрессор и агрегаты двигателя. Окончательное расширение газа, увеличение скорости потока происходит в выходном сопле. Поскольку скорость на выходе из двигателя дальше скорости.