МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ,
МОЛОДІ І СПОРТУ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
«ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ»
Кафедра турбінобудування
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до розрахунково-графічної роботи
по курсу
«Комп'ютерні технології в проектуванні» для студентів спеціальностей
7.05060402 – «Турбіни», 7.05060102 – «Теплофізика»
укладач – ст. викладач. Михайлова І. О.
Харків 2012 р.
Введение
Расчетно-графическая работа по курсу "Компьютерные технологии в проектировании" имеет большое значение в развитии самостоятельных навыков творческой работы студентов и определяет меру практического овладения ЭВМ при проектировании и решении математических и инженерных заданий.
Выполнение расчетно-графической работы связано с использованием необходимой технической литературы, справочников и прикладных компьютерных программ.
Умение правильно и эффективно пользоваться литературой, прикладными компьютерными программами дает студенту возможность использования полученных знаний при дальнейшей учебе, а также на производстве.
Расчетно-графическая работа должна состоять из записки объяснения и чертежа.
В начале записки объяснения должны быть приведены: содержимое задания, расчеты заданий, чертеж детали.
Записка Расчетного объяснения должна выполняться в соответствии со стандартом НТУ "ХПІ", который действует, - "ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВЫХ И ДИПЛОМНЫХ ПРОЕКТОВ". В стандарте даны все необходимые материалы по оформлению РГР, включая титульный и рабочие листы.
Рекомендуется выполнение проекта в электронном виде с дальнейшей печатью на принтере или плоттере. Формат печати чертежей должен быть не меньше А4 (210 297 мм).
Студент на защите работы должен иметь при себе дискеты с записью записки расчетного объяснения в программе "Word", решения заданий в программах Excel, MathCad, графической части в системе AutoCad или Компас и выполнять в присутствии преподавателя необходимую корректировку чертежей в электронном виде.
Для выполнения расчетов студенты должны использовать прикладные программы Excel, MathCad, для построения чертежа детали - AutoCad, Компас.
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ В ЕЛЕКТРОНИХ ТАБЛИЦАХ EXCEL
Задание 1.
Вычислить термодинамические параметры газа, который подведен к соплам газовой турбины, а также геометрические размеры сопла. (Продукт сгорания имеет свойства воздуха).
Математическая формулировка задачи.
Определяем отношение давлений : , если
А) , где =0,528
истечение пара в дозвуковой области и тогда находим только минимальную площадь секущего сопла fмін и минимальный диаметр сопла dмін.
Определяем температура газа за соплом, Т2:
Определяем действительную температура газа за соплом, Т2д:
Определяем объем газа перед соплом, V1:
,
где R - постоянная газа, 287 Дж/(кг*К)
Определяем скорость истока газа, С2:
Определяем действительную скорость истока газа, С2д:
Находим минимальную площадь секущего сопла fмін
Минимальный диаметр сопла dмін.
В случае, если
B)
тогда истечение пара в сверхвуковой области. По данной методике, нахождение fмін определяем площадь секущего сопла на выходе f2 и диаметр сопла d2.
Тогда минимальную площадь секущего сопла fмін и минимальный диаметр сопла dмін определяем так:
Определяем критическое давление газа :
Определяем критическую температура газа, Ткр:
Определяем действительную критическую температуру газа, Ткр.д:
Определяем критическую скорость истока газа, Скр:
Определяем действительную критическую скорость истока газа, Скр.д:
Определяем критический объем газа, Vкр.д:
,
Находим минимальную площадь секущего сопла fмін
Минимальный диаметр сопла dмін.
Определяем длину расширенной части сопла, L:
Расчетные данные к заданию 1.:
|
Варианты |
||||||||||||||||||||||||
Начальные данные |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
Давление газа перед соплом Р1, МПа |
1 |
1,5 |
1 |
2,5 |
3 |
3,5 |
3,6 |
2,7 |
2,9 |
3,1 |
3,3 |
1,2 |
2,1 |
2,4 |
2,6 |
3 |
3,3 |
3,6 |
3,9 |
1,3 |
1,6 |
1,9 |
2,2 |
2,5 |
2,8 |
Температура газа перед соплом Т1, 0С |
600 |
630 |
660 |
690 |
700 |
725 |
750 |
620 |
635 |
650 |
665 |
680 |
780 |
793 |
806 |
819 |
832 |
845 |
858 |
754 |
762 |
770 |
778 |
786 |
794 |
Давление газа за соплом Р2, МПа |
0,6 |
0,15 |
0,56 |
0,21 |
1,8 |
0,27 |
1,95 |
0,275 |
0,31 |
0,335 |
0,37 |
0,67 |
1,8 |
0,2 |
1,45 |
0,12 |
0,08 |
0,04 |
0,17 |
0,8 |
0,27 |
0,32 |
0,37 |
0,42 |
0,42 |
Расходы газа G, кг/с |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
1,1 |
1,4 |
1,7 |
2 |
0,5 |
0,75 |
1 |
1,25 |
1,5 |
1,75 |
0,35 |
0,45 |
0,55 |
0,65 |
0,75 |
0,85 |
1 |
2 |
0,85 |
1 |
Угол конусности сопла , град |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
12 |
8 |
8 |
8 |
8 |
8 |
Коэффициент адиабаты, К |
1,41 |
1,41 |
1,4 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
1,41 |
Коэффициент скорости |
0,95 |
0,95 |
1 |
0,95 |
0,95 |
0,95 |
0,95 |
0,94 |
0,94 |
0,94 |
0,95 |
0,96 |
0,96 |
0,96 |
0,95 |
0,95 |
0,97 |
0,97 |
0,97 |
0,95 |
0,95 |
0,945 |
0,935 |
0,99 |
0,965 |
Теплоємкість газа Ср, кДж/кг*град. |
1,14 |
1,14 |
1,1 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
1,14 |
Задание 2.
В баллоне емкостью V1=100 л находится воздух с давлением р1,бар и температурой t1, 0C. Давление окружающей среды р2, бар.
Определить изменение работы, которая может быть сделана воздухом, содержащимся в баллоне при изменении его конечного давления при изотермическом и адиабатических процесах. Также определить изменение минимальной температуры, которую будет иметь воздух в баллоне, если открыть вентиль и выпускать воздух из баллона.