Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Самарский государственный аэрокосмический университет

имени академика С. П. Королева

Кафедра Теплотехники

Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе

«расчет идеального цикла гтд»

Вариант № 20

Выполнил: студент гр.2201

Часовских Е.В.

Проверил: Белозерцев В. Н.

Самара 2010

Задание

Рассчитать идеальный цикл ГТД тягой R при полете с числом М за время τ (час) по заданной высоте Н при температуре Т₃ газа перед турбиной. Исходные данные приведены в табл.1, 2, 3, 4, 5. Масса воздуха G = 1 кг. Топливо – керосин Т.

Таблица 1- Исходные данные

Высота полета H, м	Число М	Время , ч	Температура Т, К	Тяга R, Н
11000	2,3	1	1250	5500

Таблица 2- Данные МСА

Н, м	Т0, К	Р0, Н/м2	ρ,кг/м3	µ105, Нс/м3
11000	216,8	22700	0,365	1,42

Таблица 3- Состав топлива

Марка керосина	Химическая формула	Содержание серы и влаги, %	Плотность при 20ºС	Низшая теплота сгорания Нu, кДж/кг
Т	СH1,96	̶	0,8	43000

Таблица 4 - Содержание компонентов воздуха

	N2	O2	CO2	H2O
, кг	0,7721	0,2023	0,0091	0,0181

Таблица 5- Молярная масса воздушной смеси

Компонент	µ, кг/кмоль
N2	28
O2	32
CO2	44
H2O	18

Реферат

Курсовая работа: 25 страниц, 9 таблиц, 2 рисунка, 7 источников, приложения - 2 графика А4

АДИАБАТНЫЙ ПРОЦЕСС, УНИВЕРСАЛЬНАЯ ГАЗОВАЯ ПОСТОЯННАЯ, ИЗОБАРНЫЙ ПРОЦЕСС, ЭНТАЛЬПИЯ, ЭНТРОПИЯ, ТЕПЛОЕМКОСТЬ, ЦИКЛ ГТД, ТЕПЛОТА, ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ.

Определены массовые доли, молекулярные массы, мольные доли, изохорные теплоемкости компонентов воздуха, поступающего в диффузор, газовая постоянная, показатель адиабаты, характеризующие воздух в точке 0 цикла ГТД. Рассчитано оптимальное значение степени сжатия воздуха в компрессоре, обеспечивающее максимально полезную работу цикла для заданного значения температуры Т₃. Вычислен потребный коэффициент избытка воздуха  в камере сгорания. Найдены значения массовых и мольных долей компонентов рабочего тела, как смеси продуктов сгорания и избыточного воздуха; молекулярная масса смеси, плотность, теплоемкость, газовая постоянная и показатель адиабаты, характеризующие смесь при температуре Т₃. Результаты расчетов сведены в таблицы.

Рассчитаны параметры состояния в характерных и нескольких промежуточных точках идеализированного цикла ГТД, определены изменения внутренней энергии, энтальпии, энтропии, теплоты, удельные работы процессов и за цикл. Изображен идеальный цикл в p-v и T-S координатах. Рассчитаны энергетические характеристики ГТД.

Содержание

Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1 Расчет состава рабочего тела цикла. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.1 Предварительный расчет состава воздуха. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.2 Определение оптимальной степени сжатия в компрессоре. . . . . . . . . . . 9

1.3 Определение коэффициента избытка воздуха. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1.4 Расчет состава продуктов сгорания и рабочей смеси. . . . . . . . . . . . . . . 10

2 Расчет параметров состояния рабочего тела и энергетических

характеристик двигателя. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.1 Расчет параметров состояния в характерных точках цикла. . . . . . . . . .13

3 Определение калорических величин цикла ГТД. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.1 Определение изменений калорических величин в процессах цикла. . .15

3.2 Расчет теплоты процессов и тепла за цикл. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

3.3 Расчет работы процесса и работы за цикл. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4 Расчет параметров состояния рабочего тела в промежуточных

точках процессов сжатия и расширения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

4.1 Расчет для процессов, изображаемых в P-V-координатах. . . . . . . . . . .17

4.2 Расчет для процессов, изображаемых в T-S-координатах. . . . . . . . . . . 18

5 Расчет энергетических характеристик ГТД. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

6 Определение работы цикла графическим путем. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Заключение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

Список использованных источников. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

Приложение А. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23