Методичка к курсовой работе по МЖГ

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уфимский государственный авиационный технический университет»

ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ

АВИАЦИОННОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплинам «МЖГ» и «ГГД»

Уфа 2014

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уфимский государственный авиационный технический университет»

Кафедра авиационной теплотехники и теплоэнергетики

ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ

АВИАЦИОННОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплинам «МЖГ» и «ГГД»

Уфа 2014

Составители: В. М. Клеванский, А. Е. Кишалов

УДК 532 (07) ББК 22.253.3 (я7)

Газодинамический расчёт проточной части авиационного газотурбинного двигателя: методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплинам «Механика жидкости и газа» и «Гидргазодинамика» / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т.; Сост.: В. М. Клеванский, А. Е. Кишалов. – Уфа, 2014. – 43 с.

Целью выполнения курсовой работы является формирование у студента опыта комплексного решения гидрогазодинамических задач, возникающих при первичном расчёте проточного тракта авиационного ГТД.

Предназначены для студентов высших учебных заведений очной

иочно-заочной форм обучения, обучающихся по специальности 160700 «Проектирование авиационных и ракетных двигателей» со специализацией «Проектирование авиационных двигателей и энергетических установок» и по направлению подготовки 160700 «Двигатели летательных аппаратов» (профиль «Авиационные ВРД»),

имогут быть использованы студентами других теплоэнергетических специальностей.

Табл. 5. Ил. 7. Библиогр.: 8 назв.

Рецензенты: докт. техн. наук, проф. Гумеров Х. С., докт. техн. наук, проф. Горюнов И. М.

© Уфимский государственный авиационный технический университет, 2014

2

3

Введение

Авиационные газотурбинные двигатели и энергетические установки предназначены, прежде всего, для военной и гражданской авиации. Широкое применение наземные газотурбинные энергетические установки нашли в системах газоперекачки, при выработке тепловой и электрической энергии и для других целей. Первым шагом проектирования газотурбинного двигателя является его гидрогазодинамический расчёт, позволяющий найти параметры потоков газов и жидкостей по газодинамическому тракту двигателя, в системах охлаждения, топливоподачи и смазки. Только после выполнения гидрогазодинамических расчётов проводятся тепловые расчёты и расчёты на прочность.

Выполнение курсовой работы базируется на знаниях, умениях и навыках, полученных при изучении дисциплин «Механика жидкости

игаза» или «Гидрогазодинамика».

Входе выполнения курсовой работы формируются соответствующие профессиональные компетенции [6, 7]:

– творчески применять основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

– принимать участие в работах по расчету и конструированию отдельных деталей и узлов двигателей летательных аппаратов в соответствии с техническими заданиями и использованием стандартных средств автоматизации проектирования (ПК-1);

– принимать участие в разработке эскизных, технических и рабочих проектов изделий и технологических процессов (ПК-4);

– принимать участие в разработке методических и нормативных документов по проектированию двигателей летательных аппаратов и проведении мероприятий по их реализации (ПК-6);

4

– подготавливать исходные данные для выбора и обоснования научно-технических и организационных решений на основе экономических расчетов (ПК-18).

Требования к содержанию и оформлению пояснительной записки к курсовой работе

Пояснительная записка к курсовой работе должна быть выполнена на компьютере на листах формата А4, оформлена по СТО УГАТУ 016-2007 и иметь следующую структуру и содержание:

–титульный лист;

–задание на курсовую работу;

–цель и задачи курсовой работы;

–определение параметров окружающей среды на входе в воздухазаборник;

–расчёт оптимальной по коэффициенту полного давления системы плоских скачков уплотнения в воздухозаборнике внешнего сжатия;

–определение параметров потока и площадей поперечных сечений за основными узлами двигателя;

–определение сил, действующих на отдельные узлы двигателя;

–расчёт тяги реактивного сопла;

–расчёт тяги двигателя;

–выводы.

Впояснительной записке должны быть приведены основные расчётные формулы, отражающие рассматриваемые физические явления и процессы с необходимыми пояснениями, проведена числовая подстановка используемых величин в соответствующей размерности в порядке их следования в формуле и результаты вычисления с соблюдением необходимого количества значащих цифр.

Вразделе «Выводы» приводятся основные результаты, полученные при выполнении курсовой работы, с необходимыми пояснениями.

5

Основные условные обозначения, индексы и сокращения

Условные обозначения

- угол наклона косого скачка уплотнения, ; угол конусности диффузора, ;

- угол вектора скорости потока за скачком, ;

- угол поворота потока, ;

h- отношение текущего диаметра вписанной окружности к входному диаметру вписанной окружности;

L- длина, м;

M- число Маха;

n- число скачков уплотнения в системе воздухозаборника;

р- давление, Па;

Р- тяга, Н;

R- газовая постоянная, Дж/кг К; сила, действующая на узел двигателя, Н

Т- температура, К;

W - скорость потока, м/с;

- приведённая скорость;

- доля отбора;

- относительная погрешность, %;

- коэффициент скорости;

- коэффициент смягчения потерь;- коэффициент полного давления.

Индексы

а - параметры в выходном сечении реактивного сопла; ВЗ - параметры на выходе из воздухозаборника; вх - параметры на входе в двигатель; вн - внутренний; вых - параметры на выходе из двигателя;

6

г- гидравлический;

Д- параметры потока за диффузором;

и- избыточный;

ид - идеальный;

К- параметры потока за компрессором;

КВД - параметры за компрессором высокого давления; КНД - параметры за компрессором низкого давления; кр - критическое сечение; критический параметр; кл - клин; КС - параметры за камерой сгорания;

кс - косой скачок; Н - параметры потока набегающего на двигатель на высоте Н; нар - наружный; отб - отбор; пс - прямой скачок;

РС - параметры реактивного сопла; СМ - параметры на выходе из смесителя; с.ск - система скачков;

т- тепловой;

Т- параметры потока за турбиной;

ТВД - параметры за турбиной высокого давления; ТНД - параметры за турбиной низкого давления; ФК - параметры на выходе из форсажной камеры; i - текущий номер;

n - нормальная составляющая вектора;

t- тангенциальная составляющая вектора;

- суммарное значение параметра;

*- параметры торможения; полные параметры;

- параметры за скачком уплотнения;

1- начальное значение параметра;

2- конечное значение параметра.

Основные сокращения

бесфорс. - бесфорсажный режим; ВЗ - воздухозаборник;

Д- диффузор;

Н- входное сечение воздухозаборника;

7

8