Предмет: Машиностроение. Добавлен: 11.11.2021. Год: 2020. Страниц: 49. Оригинальность по antiplagiat.ru: < 30% |
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА (РОСАВИАЦИЯ) ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ» К у р с о в о й п р о е к т по дисциплине “Теория авиационных двигателей” Тема: “Термодинамический расчет авиационных ГТД” САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2020 г. Содержание Основные условные обозначения 3 1 РАСЧЁТ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ 6 1.1 Входное устройство 7 1.2 Осевой компрессор 9 1.3 Камера сгорания 15 1.4 Турбина 19 1.5 Выходное устройство 25 1.6 Основные параметры двигателя 28 1.7 Построение действительного цикла спроектированного ГТД 33 2 РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ТВД НА БАЗЕ ТРД 36 2.1 Схема и исходные данные ТВД 36 2.2 Расчёт основных параметров 37 3 РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ТРДД НА БАЗЕ ТРД 43 3.1 Расчёт основных параметров 44 4 СРАВНЕНИЕ ТРД, ТВД и ТРДД 47 5 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 48 1 РАСЧЁТ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ Вариант №32 Исходные данные: Gв=115 кг/с; * = 21; * = 1360 К; m = 8. Турбореактивным двигателем или двигателем прямой реакции называется авиационный газотурбинный двигатель, в котором преобладающая часть энергии сгорания топлива преобразуется в кинетическую энергию струи продуктов сгорания, истекающую из реактивного сопла (выходного устройства) двигателя (рис. 1.1.). Рисунок 1.1 - Схема турбореактивного двигателя (ТРД): 1 – входное устройство; 2 – компрессор; 3 – камера сгорания; 4 – газовая турбина; 5 – выходное устройство Турбореактивный двигатель РД-3М-500 (Главный конструктор А.А. Микулин) одновальной схемы с 8-ступенчатым осевым компрессором (?? = 20), трубчато-кольцевой камерой сгорания (14 жаровых труб) и двухступенчатой газовой турбиной (Т? = 1 450 К) развивал в стандартных атмосферных условиях (tн = + 15°С, рн = 760 мм. рт. ст. = 101 325 Н/м2) на уровне моря (Н = 0) при старте воздушного судна (Vп = 0) взлётную тягу 95 кН (9 684 кГс) при расходе воздуха через компрессор GB = 130 кг/с и удельном расходе топлива Суд = 0,112 кг/(Н·ч). Двигатель имел массу 3100 кг, максимальный диаметр 1,4 м и длину 5,38 м; был установлен в 1957 году на первый в СССР реактивный пассажирский самолет Ту-104 (взлётная масса 78 т; масса пустого самолета 44,2 т; масса коммерческой нагрузки 8 т.; количество пассажиров 100 чел.; дальность полёта при максимальной коммерческой нагрузке 2100 км; крейсерская скорость 800 км/ч; высота крейсерского полета 10 км; запас топлива на борту 20 т.). Силовая установка самолёта Ту-104 состояла из двух ТРД РД-3М-500. Расчёт двигателя производится при стандартных атмосферных условиях в условиях старта воздушного судна (Н = 0, Vп = 0). Режим работы двигателя – взлётный. Порядок расчёта ТРД следующий. По заданной высоте полета Н = 0 в таблице стандартной атмосферы (ГОСТ 4401-81, Приложение П.1) находятся параметры воздуха на входе в двигатель: - давление воздуха рн = 101 325 Н/м2; - плотность воздуха ?н = 1,225 кг/м3; - температура воздуха Тн = 288 К Далее следует приступить к расчёту каждого элемента ТРД. 1.1 Входное устройство Входным устройством авиационного ГТД называют часть двигателя воздушного судна (летательного аппарата), состоящую из воздухозаборника, средств его регулирования и защитных устройств. Входное устройство современного ГТД является одним из его функциональных модулей. Для воздушных судов гражданской авиации с числом Маха крейсерского полёта Мкр = 0,8…0,9 применяются дозвуковые входные устройства, которые отличаются простотой конструкции и возможностью регулирования их параметров. Входное устройство предназначено для забора воздуха из окружающей атмосферы, предварительного его сжатия за счёт использования кинетической энергии набегающего потока и подвода воздуха к компрессору с заданной скоростью и с минимальными гидравлическими потерями (рис. 1.2.). Геометрия входного устройства ГТД определяется на расчётном режиме работы двигателя, соответствующего полёту воздушного судна на эшелоне (высота Нкр и скорость Vкр). Все остальные режимы работы входного устройства, в том числе и при старте воздушного судна (Н = 0, Vп = 0), при наборе высоты, снижении и заходе на посадку - нерасчётные. Плавные очертания внутренней и наружной поверхностей обечайки входного устройства необходимы для предотвращения срыва воздушного потока (как правило, потребный угол наклона внешней поверхности обечайки к направлению набегающего потока составляет приблизительно 4…5°) и создания равномерного поля скоростей и давлений во входном отверстии воздухозаборника (сечение Вх-Вх). Радиус окружности, описывающей обечайку в её передней части, приближенно находится по формуле r = (0,04…0,05) ·vFВх. (1.1)... 5 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. В.Т. Шулекин, Н.Д. Тихонов. Методические указания по газодинамическому расчёту турбореактивных и турбовальных двигателей ВС ГА по дисциплине «Термодинамика, теплопередача и теория АД» для студентов специальности 130300 всех форм обучения. – М.: МГТУ ГА, 1998. – 64 с. 2. П.К. Казанджан, Н.Д. Тихонов. В.Т. Шулекин. Теория авиационных двигателей. Рабочий процесс и эксплуатационные характеристики газотурбинных двигателей. М.: Транспорт, 2000. – 287 с. 3. Ю.Н. Нечаев. Теория авиационных двигателей. – М.: ВВИА им. Проф. Н.Е. Жуковского, 1990. – 703 с. 4. В.Т. Шулекин. Основы теории и конструирования авиационных двигателей. Конспект лекций. – М.: МГТУ ГА, 1994. – 140 с. 5. П.К. Казанджан, Н.Д. Тихонов. Теория авиационных двигателей. Теория лопаточных машин. – М.: Машиностроение, 1995. – 317 с. 6. Авиационные газотурбинные двигатели. Термины и определения. ГОСТ 23851-79. – М.: Издательство стандартов, 1978. 7. Газодинамика. Буквенные обозначения основных величин. ГОСТ 23199-78. – М.: Издательство стандартов, 1979. 8. В.В. Кулагин. Теория газотурбинных двигателей: Учебник. Кн. 1/ Анализ рабочего процесса, выбор параметров и проектирование проточной части. – 264 с. Кн. 2 / Совместная работа узлов, характеристики и газодинамическая доводка выполненного ГТД. – М.: Изд-во МАИ, 1994. – 304 с. 9. Государственная Система обеспечения единства измерений. Единицы величин. Межгосударственный стандарт ГОСТ 8.417-2002. – Минск.: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2002. – 28 с. 10. В.В. Шашкин, В.М. Нечаев. Авиационные газотурбинные двигатели. Часть III. Теория рабочего процесса. Учебное пособие. – Л.: ОЛАГА, 1972. – 139 с. 11. В.В. Кулагин. Теория, расчёт и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок. Учебник. 2-е изд. Основы теории ГТД рабочий процесс и термогазодинамически анализ. (Кн. 1). Совместная работа узлов выполненного двигателя и его характеристики. (Кн. 2). - М.: Машиностроение, 2003. – 616 с. |
|
Перейти к полному тексту работы |