Определение термодинамических свойств рабочего тела

СОДЕРЖАНИЕ

 

1.1   Определение термодинамических свойств рабочего тела. 4

1.2   Определение параметров окружающей среды.. 4

1.3   Расчёт параметров набегающего потока. 4

1.4   Расчёт сверхзвукового воздухозаборника. 5

1.5   Расчёт диффузора. 8

1.6   Расчёт компрессора. 13

1.7   Расчёт разделения потоков наружного и внутреннего контура. 14

1.8   Расчёт камеры сгорания. 14

1.9   Расчёт турбины.. 15

1.10 Расчёт смесителя. 16

1.11 Расчёт форсажной камеры на форсированном режиме. 17

1.12 Расчёт форсажной камеры на бесфорсажном режиме. 19

1.13 Расчёт сопла Лаваля на расчетном форсированном режиме. 20

1.14 Расчёт сопла Лаваля на расчетном форсированном режиме. 22

1.15 Расчёт сопла Лаваля на нерасчетном форсированном режиме. 24

1.16 Определение силы, действующей на сопло, и тяги двигателя. 26

 

Определение термодинамических свойств рабочего тела

Теплоемкость при постоянном давлении:

Дж/кг∙ К.

Постоянная в уравнении расхода:

.

Определение параметров окружающей среды

Для Н=10000 м, согласно таблице САУ, давление окружающей среды равно P_H=26416 Па, а ее температура Т_Н=223, 2 К.

Расчёт параметров набегающего потока

Приведенная скорость на входе в двигатель для М_Н=2, 3:

.

Из соотношений ,  найдем заторможенные параметры потока на входе в двигатель:

 К;

Па.

Скорость потока на входе в двигатель:

м/с.

Расчёт сверхзвукового воздухозаборника

Расчет реализован в программном пакете Excel.

Минимальный угол между вектором скорости набегающего потока и фронтом скачка:

Таблица 1

Расчет системы скачков

Оптимальной системе скачков, как видно из расчета, соответствует угол α ₁=36, 7°.

Расчет для оптимального угла наклона фронта первого скачка α ₁=36, 7°:

Нормальная составляющая числа Маха:

Соответствующее значение приведенной скорости:

Значение приведенной плотности тока:

Приведенная скорость, соответствующая нормальной составляющей скорости потока за первым косым скачком уплотнения:

Приведенная плотность тока:

Коэффициент полного давления первого косого скачка уплотнения:

Нормальная составляющая числа Маха за первым косым скачком уплотнения:

Угол между вектором скорости потока перед первым косым скачком уплотнения и фронтом скачка:

Угол между вектором скорости потока за первым косым скачком уплотнения и фронтом скачка:

Число Маха на входе во второй скачок уплотнения:

Угол поворота потока в первом скачке уплотнения:

Угол между вектором скорости потока перед вторым косым скачком уплотнения и фронтом скачка:

Угол между вектором скорости потока за вторым косым скачком уплотнения и фронтом скачка:

Число Маха на выходе из второго скачка уплотнения:

Угол поворота потока во втором скачке уплотнения:

Приведенная скорость на входе в третий скачок уплотнения:

Приведенная плотность тока:

Приведенная скорость за замыкающим прямым скачком уплотнения:

Приведенная плотность тока:

Коэффициент полного давления замыкающего прямого скачка:

Коэффициент полного давления системы скачков уплотнения на выходе из воздухозаборника:

Суммарный угол поворота потока на системе скачком внешнего сжатия:

Коэффициент полного давления воздухозаборника:

.

Определим параметры потока на выходе из воздухозаборника:

 Па;

К;

м/с;

 м².

Расчёт диффузора

Расчет выполнен методом последовательных приближений.

1) р_ВЗ^*=р_Д^*, Т_ВЗ^*=Т_Д^*.

Приведенная плотность тока:

Площадь на выходе из диффузора:

 

Внутренний и наружный диаметры на выходе из диффузора:

м;

м.

Длина диффузора:

м.

Внутренний и наружный диаметры на входе в диффузор:

м;

м.

Угол раскрытия наружной стенки диффузора:

Коэффициент сопротивления диффузора:

Коэффициент полного давления диффузора:

2) Па, Т_ВЗ^*=Т_Д^*.

Приведенная плотность тока:

Площадь на выходе из диффузора:

Внутренний и наружный диаметры на выходе из диффузора:

м;

м.

Длина диффузора:

м.

Внутренний и наружный диаметры на входе в диффузор:

м;

м.

Угол раскрытия наружной стенки диффузора:

Коэффициент сопротивления диффузора:

Коэффициент полного давления диффузора:

Относительное изменение коэффициента полного давления:

.

3) Па, Т_ВЗ^*=Т_Д^*.

Приведенная плотность тока:

Площадь на выходе из диффузора:

Внутренний и наружный диаметры на выходе из диффузора:

м;

м.

Длина диффузора:

м.

Внутренний и наружный диаметры на входе в диффузор:

м;

м.

Угол раскрытия наружной стенки диффузора:

Коэффициент сопротивления диффузора:

Коэффициент полного давления диффузора:

Относительное изменение коэффициента полного давления:

.

4) Па, Т_ВЗ^*=Т_Д^*.

Приведенная плотность тока:

Площадь на выходе из диффузора:

Внутренний и наружный диаметры на выходе из диффузора:

м;

м.

Длина диффузора:

м.

Внутренний и наружный диаметры на входе в диффузор:

м;

м.

Угол раскрытия наружной стенки диффузора:

Коэффициент сопротивления диффузора:

Коэффициент полного давления диффузора:

Относительное изменение коэффициента полного давления:

.

Определим полное давление на выходе из диффузора и скорость:

 Па;

 м/с.

Вычислим статические давления на входе и выходе из воздухозаборника:

 Па;

 Па.

Найдем избыточные давления на входе и выходе из воздухозаборника:

Па;

Па.

Определим суммарную силу, действующую на стенки диффузора на участке ВЗ-Д:

Как видно из расчета, действующая на диффузор сила направлена против течения.

Расчёт компрессора

Определим полные давления на выходе из компрессоров:

 Па;

 Па.

Определим полные температуры на выходе из компрессоров:

К;

К.

Мощности, затрачиваемые на привод компрессоров:

Вт;

Вт;

Скорости потока на выходе из компрессоров:

 м/с;

 м/с.

Площади на выходе из компрессоров:

 м²;

 м².

Расчёт камеры сгорания

Полное давление за камерой сгорания:

Па.

Площадь поперечного сечения на выходе из камеры сгорания:

м².

Скорость потока на выходе из камеры сгорания:

 м/с.

Расчёт турбины

Полные температуры на выходе из каскадов турбины:

К;

К.

Полные давления на выходе из турбин:

Па;

 Па.

Скорости потока на выходе из турбин:

 м/с;

 м/с.

Площади на выходе из турбин:

 м²;

 м².

Расчёт смесителя

Температура торможения потока на выходе из смесителя:

К.

Статическое давление на выходе из турбины низкого давления:

;

Па.

Полное давление:

Па.

Статическое давление на входе в смеситель для потока наружного контура:

Па.

Приведенная скорость на входе в смеситель для потока наружного контура:

;

.

Площадь на входе в смеситель в наружном контуре:

м².

Газодинамические функции для потоков внутреннего и наружного контура:

;

;

;

.

Газодинамическая функция потока в смесителе:

Приведенная скорость потока в смесителе:

.

Газодинамическая функция потока в смесителе:

.

Полное давление на выходе из смесителя:

Площадь на выходе из смесителя:

    м².

Скорость потока на выходе из смесителя:

 м/с.

СОДЕРЖАНИЕ

 

1.1   Определение термодинамических свойств рабочего тела. 4

1.2   Определение параметров окружающей среды.. 4

1.3   Расчёт параметров набегающего потока. 4

1.4   Расчёт сверхзвукового воздухозаборника. 5

1.5   Расчёт диффузора. 8

1.6   Расчёт компрессора. 13

1.7   Расчёт разделения потоков наружного и внутреннего контура. 14

1.8   Расчёт камеры сгорания. 14

1.9   Расчёт турбины.. 15

1.10 Расчёт смесителя. 16

1.11 Расчёт форсажной камеры на форсированном режиме. 17

1.12 Расчёт форсажной камеры на бесфорсажном режиме. 19

1.13 Расчёт сопла Лаваля на расчетном форсированном режиме. 20

1.14 Расчёт сопла Лаваля на расчетном форсированном режиме. 22

1.15 Расчёт сопла Лаваля на нерасчетном форсированном режиме. 24

1.16 Определение силы, действующей на сопло, и тяги двигателя. 26

 

Определение термодинамических свойств рабочего тела

Теплоемкость при постоянном давлении:

Дж/кг∙ К.

Постоянная в уравнении расхода:

.

12Следующая ⇒

Поделиться: