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

Определение значений параметров p и v в промежуточных точках процессов 1-2 и 3-4, 4-5 позволяет построить достаточно точные графики. Поскольку процессы 0-1-2 и 3-4-5 адиабатные, то для любой пары точек на них справедливы соотношения:

Отсюда, задаваясь значениями параметров

и используя известные величины , найдем параметры промежуточных точек:

Расчетные значения промежуточных точек процессов, как и характерных откладываем на графике p-v и через них проводим плавную кривую процесса (см. рисунок 2). Значения точек сводим в таблицу 9.

Для построения цикла ГТД в T-S координатах необходимо интервалы изменения температур от доидоразбить на четыре примерно равные части. Для значений температур процессов,вычисляем соответствующие изменения энтропии рабочего тела в процессах 2-3 и 0-5 по соотношениям:

Вычислим параметры промежуточных точек для построения графика цикла ГТД в T-S координатах:

Точка а^/:

Точка b^/:

Точка c^/:

Точка d^/:

Полученные изменения энтропии откладываем в принятом масштабе на T-S диаграмме и по выбранным значениям Т находим координаты промежуточных точек процесса, через которые проводим плавную кривую (см. рисунок 3). Значения точек сводим в таблицу 9.

Таблица 9 – Параметры состояния и изменения энтропии рабочего тела в промежуточных точках процессов цикла

Параметр	Точка
	a	b	c	d		e
	2,99	1,06	6,4	0,49		1,29
	0,42	0,88	0,65	4		2
Параметр	Точка
	a¢	b¢	c¢		d¢
Ti,K	1371	1305	487		359
	Процесс
	2- a¢	2-b¢	2-c¢		2-d¢
	818	768	767		455

3.4 Расчет энергетических характеристик гтд

Вычислим скорости набегающего потока С₀ и скорость истечения газа из реактивного сопла С₅ , а также удельную тягу двигателя R_уд, секундный расход воздуха G_возд, массу двигателя G_дв, суммарную массу топлива G_т, термический КПД и термический КПД цикла Карно, действующего в том же интервале максимальной и минимальной температур.

Таблица 10. Энергетические характеристики идеального ГТД

						C0, м/с		C5, м/с
21		668		2,56		242		1323
Gдв, кг	., кг						Gвозд, кг/с		Rуд, Н
111,5	328,8		63,1		86,1		3,61		1108

Рисунок 3.5.1 Рабочая диаграмма цикла ГТД

Рисунок 3.5.2 Теплотная диаграмма цикла ГТД

3.6 Определение работы цикла графическим путем.

, гдеS_ц—площадь цикла

m_pv = m_p×m_v — масштаб

m_p =606.06 Па/мм

m_v=0.0416

Оценим погрешность:

3.7 Определение теплоты цикла графическим путем

, где S_ц — площадь цикла в T-S координатах;

m_TS = m_T×m_S — масштаб.

m_T = 6,67 К/мм

m_s = 8,71

Оценим погрешность:

Заключение

В данной работе был произведен расчет термодинамических параметров и энергетических величин газотурбинного двигателя для заданного режима полета.

Был построен рабочий цикл ГТД в P-V и T-S координат.

Работа цикла была определена двумя методами – аналитическим и графическим, и была произведена оценка погрешности, ее величина составила 6,7% для P-V координат и 0,3% для T-S координат.