Термогазодинамический расчет на ЭВМ

ТГДР ГТД-Р NT= 2 1 1 1 ДАТА 11.11.10= 1150. 1250. 1300. 1350. 1400. ANTK=.920.910.900.890.895= 7.60 10.00 10.50 11.00 11.50 ANK =.869.864.864.863.862

ТЕРМОГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТВД

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: G= 13.60 DGO=.050 HU=.4300E+09 LO= 14.80=.00 MH=.000 CC=100.0 NTB=.910 ПBB=1.000 TBB=1.000 NB=1.000=.980 SK=.940 NГ=.990 SPT=.990 SPH=.970 NM=.980 NPД=1.000=288.15 THO=288.15 TBO=288.15 PH=101325. PHO=101325. PBO= 99299. VH=.0

СХЕМА ПЕЧАТИ: NEY NE CE QT AKC GT FC LCTTK TT PK PГ PTK PT PCNTK LK LTK LTB ПTK ПTB ПТ

КПД LCB NP CPГ КГ RГ R CYKB RB

ТГ=1150.0 ПК= 7.600 SR=.000 SR1=1.000 SR2=1.000 TCO= 746.5

2506..2955E-01.1592E-02 42.45 74.04.2859.2019

903.3 746.5.7547E+06.7094E+06.2465E+06.1069E+06.1037E+06

E+06.2793E+06.1776E+06 2.849 2.305 6.634

E+06.8847 1132. 1.340 287.0.3758E+05.1970E-02

. 1.393 287.0

В результате термогазодинамического расчета двигателя получили следующие параметры: удельная мощность Nеуд =184,2 кВт*с/кг. Определили давление и температуру заторможенного потока в характерных сечениях. Полученные значения основных удельных параметров проектируемого двигателя на ЭВМ соответствуют параметрам прототипа.

СОГЛАСОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОМПРЕССОРА И ТУРБИНЫ

 

Важным процессом проектирования авиационного двигателя является увязка параметров его турбокомпрессорной части. От качественности и правильности выполнения этого этапа зависят геометрические и газодинамические соотношения определяющих облик двигателях в расчетных сечениях, обеспечить нормальную загрузку ступеней турбины и допустимые напряжения в лопатках турбины.

Схема двигателя: одновальная, 10 ступеней компрессора и 3 турбины.

Основными геометрическими соотношениями при согласовании параметров компрессора и турбины для каждого ротора при заданной форме проточной части турбомашины являются:

 - относительный диаметр втулки на входе в компрессор;ср/Dк - отношение среднего диаметра турбины к наружному диаметру компрессора на входе в рабочее колесо первой ступени.

При заданной окружной скорости Uк на наружном диаметре Dк по соотношению среднего диаметра к наружному определяется значение окружной скорости турбины на среднем радиусе Uср (и средний диаметр турбины Dср).

Результаты расчета

Формирование облика ГГ ГТД-1 (К - ОК или ОЦК)

Исходные данные:уд= 184.2 Сe =.0295 КПДк=.8690 КПДтк=.9200к = 260430. Lтк*= 456850. Lтс*= 177560. КПДтс=.9100г =1132.2 Kг =1.3396 Cpв =1018.0 Kв =1.3926= 2505. Gв = 13.60в =.600 Dсрт/Dко =1.050 D1цc/Dкко=1.000цс/Dко =1.000 D4цc/D2цс=1.000ок/Lк =1.000 КПДок* =.869 Sркоц =1.000

Результаты расчета:

* ОК * Кф = 1 Zк =10.к*= 260430. Пiк*= 7.600 КПД*=.8689 Uк = 310.0к =.3882 dob =.6000 dok =.9068 Hzc=.2710вд =15250.

* Т * Кф = 2 Zт = 3.т*= 456850. Пiт*= 6.568 КПД*=.9200 (h/D)г=.1043ср= 325.5 Mz = 4.312 Dcр =.4076 (h/D)т=.2800р = 296.7 Tw* = 793.3

Сечение\Паpаметp: T*: P*: C: C/акp: F

: K: Па: м/с: ---: кв.м

в - в 288. 99299. 170.0.5479.0758

к - к 541. 754670. 140.0.3292.0209

г - г 1150. 709390. 118.1.1921.0544

т - т 746. 106930. 200.0.4038.1462н1 Dcp1 Dвт1 Dн2 Dcp2 Dвт2 Zст

ОK.3882.3201.2329.3882.3706.3521 10.

Т.4502.4076.3651.5218.4076.2935 3.

 

Рисунок 5 - Схема проточной части двигателя АИ-24 (М 1:10)

 

Реализована схема одновального ТВД, она обеспечивает необходимые параметры на нерасчетных режимах,. Получены: десятиступенчатый высоко нагруженный (Hzc= 0,271) компрессор и слабо нагруженная (Mz = 4,312) турбина. Прочностные характеристики не превышают допустимых значений.

Данные, полученные при согласовании, станут основой для проектирования основных узлов двигателя.

ВЫВОДЫ

 

В данном домашнем задании был разработан турбовальный газотурбинный двигатель для летательных аппаратов, прототип АИ-20. Реализована схема одновального ТВД с несущим винтом, конструктивно не сложная, но обеспечивающая отличные параметры на нерасчетных режимах, меньшие потребные мощности запуска, лучшее согласование с нагрузкой. Получены: десятиступенчатый высоко нагруженный (Hzc = 0,271) компрессор и слабо нагруженная (Mz = 4,312) турбина. Основные параметры цикла двигателя: Т*г = 1150 К и π*к = 7,6. При этих расчетных Тг* и pк* получены удельная мощность Nэуд = 182,2 кВт*с/кг, удельной расход топлива Сэ = 0,2955 кг/кВт*ч.

В целом параметры двигателя соответствуют параметрам современных двигателей.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Герасименко В.П., Павленко Г.В. Выбор параметров и термогазодинамический расчет ТВД, ТВВД и ТВаД: Учебное пособие. Харьков: ХАИ, 1984.

2. Анютин А.Н. Согласование компрессоров и турбины авиационного газотурбинного двигателя: Учебное пособие. Харьков: ХАИ, 1985.

.   Буслик Л.Н., Ковалев В.И. Согласование параметров и определение основных размеров турбин и компрессоров ГТД: Учебное пособие. Харьков: ХАИ, 1996.

.   Павленко Г.В. Газодинамический расчет осевого компрессора ГТД. - Харьков: ХАИ, 2002.

.   Павленко Г.В. Газодинамический расчет осевой газовой турбины. - Харьков: ХАИ, 2006.

.   Незым В.Ю. Расчет и построение решеток профилей дозвукового осевого компрессора. - Харьков: ХАИ, 1988.