141

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

А.И. Никифоров

ТЕОРИЯ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Учебное пособие

по выполнению курсового проекта

“Термодинамический расчёт авиационных ГТД”

для студентов ИТФ и КФ специальности 160901 «Техническая эксплуатация

летательных аппаратов и двигателей»

Санкт-Петербург

2011

Содержание

Основные условные обозначения…………………………………………………..3

Введение……………………………………………………………………………...6

1. Общие методические указания…………………………………………………..8

2. Термодинамический расчёт авиационного ГТД на заданном режиме……..11

3. Раздел I. Расчёт турбореактивного двигателя…………………………………12

4. Раздел II. Расчёт параметров ТВД на базе ТРД…………………...…………...44

5. Раздел III. Расчёт параметров ТРДД на базе ТРД…………………..…………50

6. Раздел IV. Сравнение ТРД, ТВД и ТРДД………………..……………………..54

Список использованной литературы……...…………..…………………………..55

Приложение П.1. Международная стандартная атмосфера (МСА)

ГОСТ 4401-81 (фрагмент)………………………………………………………….57

Приложение П.2. Основные показатели топлив для газотурбинных двигателей гражданской авиации……………………………………………………………....58

Приложение П.3. Исходные данные для курсового проекта……………………60

Приложение П.4. Авиационные двигатели. Основные данные…………………62

Приложение П.5 Выписка. Термины и определения…..……..………….………67

Приложение П.6. Образец титульного листа…………………..……………..…141

Основные условные обозначения

V_п – скорость полёта, м/с

Н – высота полёта, м (км)

М – число Маха (отношение скорости потока к скорости звука)

а – скорость звука, м/с

с – скорость потока, м/с

p – давление газа, Па (кПа)

υ – удельный объём, м³/кг

ρ – плотность, кг/м³

t – температура по шкале Цельсия, °С

Т – абсолютная температура, К

P – тяга двигателя, Н (кН)

P_уд – удельная тяга двигателя, Н·с/кг

С_уд – удельный расход топлива, кг/(Н·ч)

С_э – удельный эквивалентный расход топлива ТВД, кг/(кВт·ч)

– степень повышения полного давления воздуха в компрессоре

– степень понижения полного давления газа в турбине

– располагаемая степень понижения давления газа в канале сопла

.

L – удельная работа, Дж/кг

q – удельный подвод (отвод) тепла, Дж/кг

i – удельная энтальпия, Дж/кг

η – коэффициент полезного действия

η_г – коэффициент полноты сгорания топлива

N – мощность, Вт (кВт)

N_э – эквивалентная мощность ТВД, Вт (кВт)

G – секундный массовый расход, кг/с

g_Т – относительный расход топлива

α_к.с – коэффициент избытка воздуха в основной камере сгорания

L_о – количество воздуха, теоретически необходимое для полного сгорания 1 кг топлива

R – газовая постоянная, Дж/(кг·К)

k, k_г – показатель адиабаты для воздуха, газа

С_рв, С_рг – средняя удельная теплоёмкость для воздуха, газа, Дж/(кг·К)

С_п – средняя условная удельная теплоёмкость рабочего тела

в камере сгорания, Дж/(кг·К)

σ* – коэффициент восстановления полного давления

Н_u – низшая удельная теплота сгорания топлива, Дж/кг (кДж/кг)

m_г – численный коэффициент в уравнении расхода, (кг·К/Дж)^0,5:

m_в = 0,0405 (кг·К/Дж)^0,5 (для воздуха); m_г = 0,0396 (кг·К/Дж)^0,5 (для газа)

φ_с – коэффициент скорости реактивного сопла

.

m – степень двухконтурности

q(λ) – газодинамическая функция плотности тока газа

, где – коэффициент скорости

x – коэффициент, характеризующий распределение энергии между контурами

F – площадь проходного сечения, м²

D, d – диаметр тела вращения, м

h – длина лопаток, м

l – осевые размеры элементов двигателя, м

z – количество ступеней

r – радиус, м

b – хорда, м