Контрольные вопросы:

1. Назвать цели термогазодинамического расчета ТВаД.

2. Дать характеристику основным этапам термогазодинамического расчета ТВаД.

3. Объяснить порядок определения оптимальных параметров рабочего процесса при ориентировании на двигатель- прототип.

4. Объяснить порядок определения оптимальных параметров рабочего процесса при отсутствии двигателя- прототипа.

5. Каким образом определяют значения удельной теплоемкости и показателя адиабаты рабочего тела в сечениях двигателя?

6. Как зависит величина удельной мощности от параметров рабочего процесса?

Лекция 8. Расчет ТВаД по исходным параметрам рабочего процесса

Вопросы лекции:

1. Определение основных параметров рабочего тела в характерных сечениях ТВаД;

2. Определение основных данных тВаД.

1. Определение параметров рабочего тела в характерных сечениях тВаД

Сечение вх-вх на входе в компрессор

.

• Полное давление воздуха

.

• Статическая температура воздуха

.

• статическое давление воздуха

.

• статическая плотность воздуха

.

Сечение к-к на выходе из компрессора

• Потребная работа компрессора

,

где: с_р =1025 Дж/кг·K; k =1,386 определены по справочным таблицам для , где – для выбранного значения определяется с помощью специального графика.

• полная температура воздуха

.

Уточняем значения с_р и k для нового значения , пересчета L_к и не требуется.

• статическая температура воздуха

,

где: с_р =1075 Дж/кг·K для ; с_к =110 м/с (значение с_к выбирается в диапазоне 100…190 м/с, чем выше ОК, тем ниже значение с_к.

• полное давление воздуха

.

• статическое давление воздуха

,

где: k определяется по таблице (Приложение 1) для

• статическая плотность воздуха

.

Сечение г-г на выходе из камеры сгорания

• относительный расход топлива

,

где с_р.г =1150 Дж/кг·K для и

.

• полное давление газа

.

• статическая температура газа

,

где: с_р.г = 1225 Дж/кг·K для и ; с_г =160 м/с – осевая скорость газа за камерой сгорания (значение с_г выбирается в диапазоне 110…200 м/с в зависимости от выбранной с_к)

• статическое давление газа

,

где k_г =1,305 для и

• статическая плотность газа

.

Сечение т-т за турбиной

• Работа свободной турбины

,

где

• Работа всей турбины (ТК + СТ)

.

• Полная температура газа

,

где в первом приближении с_р.г = 1225 Дж/кг·K для

Для с_р.г = 1195 Дж/кг·K, k_г = 1,316 .

Тогда с учетом поправки с_р.г

.

• степень понижения давления в турбине

.

• полное давление газа

.

Отметим, что , это необходимо, чтобы газ вытекал из ВУ.

• статическое давление газа

,

где – k_г определяется для

• абсолютная скорость газа

,

где М_т = 0,55 – число Маха, k_г = 1,351 (для ).

• статическое давление газа

.

• статическая плотность газа

.

Сечение ТК-ТК за турбиной компрессора

• работа турбины компрессора

.

• полная температура газа

,

где: в первом приближении с_р.г = 1195 Дж/кг·K, k_г = 1,316 для

.

Уточняем значения с_р.г и k_г для .

с_р.г = 1195 Дж/кг·K, k_г = 1,316, пересчета не требуется.

• степень понижения давления в турбине компрессора

.

• полное давление газа

.

Статические параметры газа в этом сечении не определяем

Сечение с-с на выходе из ВУ

р_с = р_н = 1,013·10⁵ Па.

• степень понижения давления в выходном устройстве

.

Полное давление за турбиной выше , но поэтому канал ВУ имеет небольшое сужение.

В предварительном расчете была выбрана скорость на выходе из сопла с_с = 180 м/с.

• расчетная скорость истечения газа из ВУ

,

где k_г = 1,351, с_р.г = 1095 Дж/кг·K, для

.

Вычисленная скорость с_с = 180,86 м/с практически совпадает с выбранным «исходным» значением с_с = 180 м/с.

• полная температура газа

.

• полное давление газа

.

• статическая температура газа

.

• статическая плотность газа

.

Результаты расчетов по сечениям сведены в таблицу 3.2 и по ним строится схема изменения параметров рабочего тела по тракту ТВаД (см. рис. 1.5).

Таблица 3.2

Величина	Обозначение, размерность	Сечение по тракту
		вх-вх	к-к	г-г	ТК-ТК	т-т	с-с
Полная температура		288	629,79	1200	998,64	794,17	781,47
Статическая температура		270,04	623,89	1290		781,47	765,5
Полное давление		0,9826	12,28	11,67	3,43	1,094	1,072
Статическое давление		0,7843	11,87	11,0		0,9141	1,013
Плотность		1,012	6,632	2,994		0,42	0,453
Скорость		9	110	160		298,33	180,86