Расчет параметров состояния рабочего тела и энергетических характеристик двигателя

Расчет основных параметров в характерных точках цикла

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, - задано; - степень повышения температуры:

 

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

 

K

 

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

 

 

;

 

 


Определение калорических величин цикла ГТД

 

Определение калорических величин в процессах цикла

Внутренняя энергия в процессе:

 

;

Изменение энтальпии в процессе:

;

 

 

Изменение энтропии в процессе:

;

;

;

;

;

 

Расчёт теплоты процессов и тепла за цикл:

Теплота цикла

 

Расчет работы процессов и работы за цикл:

- работа сжатия газа в диффузоре;

- работа сжатия газа в компрессоре;

–работа подвода тепла к рабочему телу;

- работа расширения газа на турбине;

- работа реактивного сопла ГТД;

Работа цикла

Результаты расчета сводятся в таблицу 7:

 

 

Таблица 7 - Основные параметры состояния рабочего тела в узловых точках цикла, изменение калорических параметров в процессах и за весь цикл идеального ГТД

Значения     Точки   Для цикла
           
    73195,4             -  
1,23 1,09 0,13 0,31 0,602 2,88 -  
  262,7     643,7     1232,3     -  
Значения   Процесс   Для цикла
1-2 1-2   2-3   3-4   4-5   5-1  
-25858 -40749 -26509 -
              -364869     -574977   -374053 -  
903,6 -903,6 -
    -374053 574977,4
-260167,4 276446,8     -108959,5 576474,2

 


Определение параметров состояния в промежуточных точках

 

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 з начениями 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). Значения точек сводим в таблицу 8.

 

 

=1600-643.7=956.3 K

 

 

=653-276=377 K

 

 

Вычислим параметры промежуточных точек для построения графика цикла ГТД в T-S координатах:

 

Точка а’:

 

 

Точка b’:

 

 

Точка c’:

 

 

Точка d’:

 

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). Значения точек сводим в таблицу 8.

 

Таблица 8 – Значения параметров в промежуточных точках

Параметр Точка
a b c d
119482.2 254815.3 216740 100107
0.77 0.45 1.172 2.027
Параметр Точка
Ti, K 962.5 1281.3 527.3 401.7
  Процесс
  2- a¢ 2-b¢ 5-c¢ 5-d¢
399.2 623.2 -612.2 -482.2