Расчёт состава рабочего тела цикла

Расчёт состава рабочего тела

Расчёт массовых и мольных долей компонентов, молекулярной массы, их теплоёмкости производится для воздуха, потребляемого ГТД на высоте полёта самолёта Н = 3000 м и скорости полёта V = 2, 1 M.

Объемные доли компонентов в воздухе будут таковыми:

 

Найдём молекулярную массу смеси:

 

 

Массовые доли каждого компонента в 1 кг воздуха найдём по формулам:

 

Проверка полученных результатов:

 

Определим мольную долю и массу каждого компонента 1 кг смеси:

 

 

 

Вычислим изобарную и изохорную теплоёмкости смеси, а также коэффициент адиабаты и газовую постоянную смеси:

Расчёт оптимального значения степени повышения давления в компрессоре ГТД

 

Определение коэффициента избытка воздуха

Керосин ТС – 6 (С_nH_m).

 

Расчёт состава продуктов сгорания и рабочей смеси

Вычислим массы компонентов, а также мольные и массовые доли этих компонентов в смеси продуктов сгорания:

Найдём массу топлива:

т.е. выполняется закон сохранения массы вещества.

Найдём изобарные и изохорные теплоёмкости, коэффициент адиабаты и газовую постоянную смеси продуктов сгорания.

Т.о. газовые постоянные в первом и втором случае получились приблизительно равны между собой:

 

 

Параметры, состав	Компоненты
N2	O2	CO2	H2O
Ri,
Cpi,
Cvi,
mi,
Gi, кг	Воздух	0, 75165	0, 22852	0, 004	0, 0072
Прод.сгор	0, 75165	0, 1753	0, 0527	0, 0172
Mi, моль	Воздух	26, 8	7, 1	0, 09	0, 4
Прод.сгор	26, 8	5, 4	1, 2	0, 5
gi	Воздух	0, 75165	0, 22852	0, 004	0, 0072
Прод.сгор	0, 7541	0, 1758	0, 0529	0, 0173

Таблица 3. Характеристики рабочего тела в цикле ГТД

Таблица 2. Состав рабочего тела цикла ГТД

 

 

Смесь	Cp,	Cv,	R,	k	G, кг
Воздух				1, 4
Прод. сгор				1, 4	1, 0155

 

Расчёт основных параметров состояния рабочего тела в узловых точках цикла ГТД

Точка 1. Процесс 0-1 - адиабатное сжатие воздуха в диффузоре:

 

Точка 2. Процесс 1-2 - адиабатное сжатие в компрессоре:

 

Точка 3. Процесс 2-3 - изобарный подвод тепла в камере сгорания

 

Точка 4. Процесс 3-4 - адиабатное расширение продуктов сгорания в турбине:

Точка 5. Процесс 4-5 - адиабатное расширение в реактивном сопле двигателя до давления окружающей среды p₀=p₅:

Расчет калорических величин цикла ГТД

4.1 Изменение калорических величин в процессах цикла

Найдём изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии во всех процессах (энтропия адиабатных процессов 0-1, 1-2, 3-4, 4-5 равна 0) по соотношениям:

4.2 Расчет теплоты процессов и тепла за цикл

Расчет работы процессов и полной работы за цикл

Значения	Точки	Для цикла
Pi, Па	0, 7	6, 4	9, 6	9, 6		0, 7	-
vi, м3/кг	1, 0997	0, 2261	0, 169	0, 3573	0, 408	2, 32
Ti, K	268, 7
Значения	Процесс	Для цикла
0-1	1-2	2-3	3-4	4-5	5-0
Δ ui, Дж/кг				-45384	-417240	-215496
Δ hi, Дж/кг	238961, 1			-63240	-581400	-301395, 1
Δ si, Дж/(кгК)			762, 92			-753, 76	9, 16
qi, Дж/кг						301395, 1	343244, 9
li, Дж/кг	-238961, 1	-62434					343244, 9

Таблица 4. Значения основных параметров состояния рабочего тела в узловых точках цикла, изменение калорических параметров в процессах и за весь цикл идеального ГТД

 

Расчёт параметров состояния рабочего тела в промежуточных точках процессов сжатия и расширения

Расчёт параметров промежуточных точек при построении цикла ГТД в

P – V координатах

Определение значений параметров p и v в промежуточных точках процессов 1-2 и 3-4, 4-5 позволяет построить достаточно точные графики. Поскольку процессы 1-2 и 3-4-5 адиабатные, то для любой пары точек на них справедливы соотношения:

Отсюда, задаваясь значениями параметров и используя известные величины , найдем параметры промежуточных точек:

Расчетные значения промежуточных точек процессов, как и характерных откладываем на графике p-v и через них проводим плавную кривую процесса (см. рисунок 3).

Расчёт процессов, изображаемых в T-S-координатах

Для построения цикла в T-S координатах разобьем интервалы изменения температур от T₂ до T₃ и от Т₅ до Т₀ на три примерно равные части:

 

 

Полученные изменения энтропии откладываем в принятом масштабе на T-S диаграмме и по выбранным значениям Т находим координаты промежуточных точек процесса, через которые проводим плавную кривую (см. рисунок 4).

 

Построение идеального цикла в p-v и T-S координатах

Таблица 5 – Значения параметров в промежуточных точках

Параметр	Точка
a	b	c	d	е	f
	1.63*105	2.89*105	11.3*105	20*105	2.28*105	1.29*105
	0, 6	0, 4	0, 2	0, 18		1.5
Параметр	Точка
a¢	b¢	c¢	d¢	-	-
Ti, K					-	-
	Процесс
	2- a¢	2-b¢	0-c¢	0-d¢	-
		469, 5	120, 12	409, 82	-

 

 

	Рисунок 3- Рабочая диаграмма цикла ГТД в p-v координатах

 

Рисунок 4- Рабочая диаграмма цикла ГТД в T-S координатах

Расчёт энергетических характеристик ГТД

 

		a	C0, м/с	C5, м/с
1.5	343244.9	4.3		1078.33
Мдв, кг	., кг			Gвозд, кг/с	Rуд, м/с
88.9	2057.4	53.24	77.61	12.7	394.3

Таблица 6. Энергетические характеристики идеального ГТД

 

 

⇐ Предыдущая12

Поделиться:

Популярное:

1. II.4.1 Гидравлический расчет кольцевых газовых сетей высокого давления
2. III. 35. Виды тех. карт и методика расчёта затрат на возделывание с/х культур.
3. III/5. Показатели экономической эффективности использования капитальных вложений и методика их расчета.
4. IV. 3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
5. IV. Расчёт экономических показателей.
6. IV.5. РАСЧЕТ ИНЖЕКЦИОННОЙ ГАЗОВОЙ ГОРЕЛКИ
7. Абсолютное движение - движение тела относительно условно неподвижной системы отсчета.
8. Аллах дарует удел без расчета, кому пожелает
9. Анализ расчетов с покупателями и заказчиками в сельскохозяйственном предприятии.
10. Анализ результатов статистических компьютерных расчетов
11. Аналитические показатели рядов динамики. Методика расчетов и экономический смысл.
12. АНТИТЕЛА. СЕРОЛОГИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ В РЕАЛИЗАЦИИ II ПРИНЦИПА ДИАГНОСТИКИ.