Теория, расчет и проектирование

А.А. Григорьев

 

ТЕОРИЯ, РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

НАЗЕМНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

 

Конспект лекций

 

Издательство

Пермского национального исследовательского

политехнического университета

Рецензенты:

 

кандидат технических наук А.Л. Полянин

(ОАО «Авиадвигатель»)

доктор технических наук, профессор Р.В. Бульбович

«Пермский национальный исследовательский

политехнический университет»

 

Изложены вопросы теории газотурбинных двигателей наземного применения, включая термодинамические основы рабочего процесса ГТД. Особое внимание уделяется рассмотрению закономерностей совместной работы узлов ГТД и их эксплуатационных характеристик. Приведены математические модели для расчетного определения оптимальных параметров рабочего процесса, а так же основных параметров ГТД наземного применения.

Предназначено для студентов специальности «Двигатели летательных аппаратов».

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

Раздел 1 (мод.1). Основы термодинамической работы турбовальных двигателей (ТВаД) и процессы, происходящие в отдельных узлах………4

Лекция 1. Назначение и принцип действия ТВаД……………………….4

1. Наземное применение газотурбинных двигателей……………………….4

2. Принцип действия турбовальных двигателей (ТВаД)……………………7

Контрольные вопросы……………………………………………………..10

Лекция 2. Термодинамические циклы ТВаД……………………………11

1. Идеальные термодинамические циклы (ТВаД)………………………….11

2. Термический КПД идеального цикла…………………………………….13

Контрольные вопросы……………………………………………………..14

Лекция 3. Термодинамические циклы ТВаД……………………………15

1. Действительные термодинамические циклы (ТВаД)…………………...15

2. Работа действительного цикла……………………………………………17

3. Эффективный КПД ТВаД…………………………………………………19

Контрольные вопросы……………………………………………………..21

Лекция 4. Особенности схем ТВаД и их узлов…………………………..22

1. Преимущества и недостатки ТВаД различных схем……………………22

2. Особенности конструкции ТВаД со свободной турбиной.……………..23

3. Основные параметры ТВаД……………………………………………….25

Контрольные вопросы……………………………………………………..25

Раздел 2 (мод. 2). Совместная работа узлов и характеристики ТВаД..26

Лекция 5. Особенности совместной работы узлов ТВаД………………26

1. Зависимость удельных параметров ТВаД от параметров рабочего процесса: ; …………………………………………………..26

2. Влияние отбора мощности на запас устойчивой работы и основные

параметры ТВаД………………………………………………………...........28

Контрольные вопросы……………………………………………………..30

Лекция 6. Эксплуатационные характеристики ТВаД…………………31

1. Дроссельные характеристики одновального ТВаД……………………...31

2. Дроссельные характеристики ТВаД со свободной турбиной…………..33

3. Климатические характеристики ТВаД…………………………………...34

Контрольные вопросы……………………………………………………..37

Раздел 3 (мод. 3). Расчет ТВаД…………………………………………….38

Лекция 7. Основы термогазодинамического расчета ТВаД…………..38

1. Основные этапы расчета ТВаД…………………………………………...38

2. Предварительный расчет ТВаД…………………………………………..41

Контрольные вопросы……………………………………………………..45

Лекция 8. Расчет ТВаД по исходным параметрам рабочего

процесса……………………………………………………………………...46

1. Определение параметров рабочего тела в характерных

сечениях ТВаД…………………………………………………………………...46

2. Определение основных данных ТВаД……………………………………53

Контрольные вопросы……………………………………………………..54

Лекция 9. Геометрический и кинематический расчет………………...55

1. Оценка геометрических параметров характерных сечений ТВаД……..55

2. Определение частоты вращения роторов ТВаД…………………………59

Контрольные вопросы……………………………………………………..62

Библиографический список……………………………………………….63

Раздел 1 (мод.1). Основы термодинамической работы турбовальных

Двигателей (ТВаД) и процессы, происходящие в отдельных узлах

 

Принцип действия турбовальных двигателей (ТВаД)

 

Турбовальный двигатель является газотурбинным двигателем непрямой реакции. В отличие от ГТД прямой реакции, эффективная (полезная) работа цикла L _e превращается в механическую работу – избыточную мощность турбины компрессора или эффективную мощность свободной (силовой) турбины (СТ) N _e = N _СТη_СТ, и может быть использована для привода воздушного винта (ВВ) самолета, несущего винта (НВ) вертолета, наземных и водных транспортных средств, электрогенераторов, компрессоров и др. (рис. 1.5).

ТВаД включает в себя (см. рис. 1.5):

– воздухозаборник (ВЗ);

– осевой компрессор (ОК);

– камеру сгорания (КС);

– турбину компрессора (ТК);

– свободную (силовую) турбину (СТ);

– выходное устройство (ВУ).

В cечении н–н – невозмущенный воздушный поток (см. рис. 1.5).

Далее по тракту двигателя происходят следующие процессы:

между сечениями 0–вх – разгон, выравнивание и стабилизация воздушного потока в сужающемся канале ВЗ;

между сечениями вх–к – основное сжатие воздуха за счет подвода к нему механической работы от вращающихся рабочих лопаток компрессора;

между сечениями к–г – подвод тепла к рабочему телу за счет сжигания в воздухе горючего (авиационный керосин, топливный газ);

между сечениями г–ТК – расширение газа в ТК и превращение части энтальпии в крутящий (располагаемый) момент М _т.расп на валу турбины, передаваемый через общий вал на вращение компрессора и привод дополнительных агрегатов;

 

 

Рис. 1.5. Изменение параметров рабочего тела по тракту ТВаД

 

между сечениями ТК–т – расширение газа в СТ и превращение части энтальпии в крутящий (располагаемый) момент М _СТ на валу свободной турбины, передаваемый через выходной вал на привод внешних потребителей.

между сечениями т–с – расширение отработавшего газа в ВУ для сброса его в атмосферу.

До сечения н–н (см. рис. 1.5) воздушный поток является невозмущенным. От сечения н–н до сечения вх–вх поток воздуха разгоняется в сужающемся канале ВЗ. Скорость потока с увеличивается. Так как на этом отрезке пути к воздуху не подводится и от него не отводится энергия, то, в соответствии с законом сохранения энергии, увеличение кинетической энергии c ²/2 приводит к уменьшению энтальпии потока. Уменьшение энтальпии сопровождается снижением давления и температуры рабочего тела (воздуха).

От сечения вх–вх до сечения к–к к потоку воздуха подводится механическая энергия от вращающихся лопаток ОК. Воздушный поток сжимается, следовательно, возрастает его давление и температура (энтальпия), но рост энтальпии, в основном, идет за счет подводимой механической работы и лишь частично за счет кинетической энергии самого потока, поэтому скорость потока с уменьшается незначительно.

Так как расход воздуха постоянный (М _в = const), а его объем уменьшается за счет существенного увеличения плотности при сжатии, для сохранения неразрывности потока необходимо уменьшать площадь проходного сечения тракта ТРД для исключения значительного снижения скорости потока .

От сечения к–к до сечения г–г к рабочему телу, сжатому в ОК, подводится теплота Q _КС, выделяющаяся при сжигании в КС топливно-воздушной смеси (ТВС), состоящей из смеси воздуха и авиационного керосина.

Рабочий процесс в КС организован таким образом, что статическое давление остается постоянным, а температура резко возрастает , следовательно, резко возрастает энтальпия за счет подведенной извне энергии (теплоты).

От сечения г–г до сечения ТК–ТК рабочее тело (сжатый и нагретый воздух и газообразные продукты сгорания топлива) расширяется в ТК. Часть энтальпии превращается в крутящий момент М _т.расп на валу ТК, который необходим для привода ОК и вспомогательных агрегатов. Следовательно температура и давление снижаются

Так как ОК сжимает атмосферный (холодный) воздух, а в ГТ расширяется горячий газ, то располагаемая работа, совершаемая расширяющимся газом в ступени ГТ, значительно выше, чем потребная работа сжатия в ступени ОК. Это позволяет одно- духступенчатой ГТ вращать многоступенчатый компрессор.

От сечения ТК–ТК до сечения т–т происходит расширение рабочего тела (газа) в СТ. Часть энтальпии превращается в крутящий момент М _СТ. на валу СТ, который необходим для привода внешних потребителей. Следовательно, температура и давление снижаются.

От сечения т–т до сечения с–с происходит расширение рабочего тела (газа) в ВУ. Часть энтальпии превращается в кинетическую энергию . Так как ВУ – энергоизолированная система (отсутствует подвод энергии извне и отвод энергии в окружающую среду), то при расширении газ совершает внешнюю механическую работу по разгону потока, то есть полная энергия рабочего тела не изменяется, но часть энтальпии превращается в кинетическую энергию .

 

Контрольные вопрсы:

 

1. Назвать преимущества ГТД перед другими энергетическими установками.

2. Назвать области применения ГТД в наземной технике.

3. Объяснить назначение когенерационных установок на базе ГТД.

4. Пояснить состав и принцип действия ТВаД.

5. Какие энергетические преобразования происходят в узлах ТВаД?

 

Лекция 2. Термодинамические циклы ТВаД

 

Вопросы лекции:

1. Идеальные термодинамические циклы (ТВаД);

2. Термический КПД идеального цикла.

 

Идеальные термодинамические циклы (ТВаД)

 

Последовательность процессов, в результате которых рабочее тело приходит в исходное состояние, называется циклом (рис. 1.6, 1.7).

Условия идеального цикла:

1) процесс обратим;

2) нет потерь тепла, кроме отдачи тепла в «холодильник»;

3) отсутствуют трение, гидравлические и механические потери;

4) рабочее тело неизменно по составу (химическим и физическим свойствам);

5) состояние рабочего тела рассматривается в характерных сечениях: н–н; вх–вх; к–к; г–г; ТК–ТК; т – т; с–с за узлами ТВаД, в которых происходят энергетические преобразования.

Работа идеального цикла ТРД соответствует площади фигур н–к–г–с–н, ограниченных кривыми процессов (см. рис. 1.6, 1.7).

 

 

Рис. 1.6. Диаграмма цикла ТРД в координатах р –J: н–вх – адиабатное сжатие в ВЗ; вх–к – адиабатное сжатие в ОК; к–г – изобарный подвод тепла в КС; г–ТК – адиабатное расширение в ТК; ТК–т – адиабатное расширение в СТ; т–с – адиабатное расширение в РС; с–н – отвод тепла в «холодильник» (выброс газа в атмосферу)

 

Рис. 1.7. Диаграмма цикла ТРД в координатах Т – S: н–вх – изоэнтропное сжатие в ВЗ; вх–к – изоэнтропное сжатие в ОК; к–г – изобарный подвод тепла в КС; г–ТК – изоэнтропное расширение в ТК; ТК–т – изоэнтропное расширение в СТ; т–с – изоэнтропное расширение в РС; с–н – отвод тепла в «холодиль-ник» (выброс газа в атмосферу)

 

Разность между подведенной к рабочему телу (газу) теплотой Q ₁ и отведенной – Q ₂ является той частью теплоты, которая превратилась в полезную работу цикла:

L _ц = Q ₁ – Q ₂, (1.1)

где эквивалентна площади фигуры S _н–н–к–г–с– S _с; эквивалентна площади фигуры S _н–н–с– S _с.

Так как то выражение (1.1) примет вид

. (1.2)

или

, (1.3)

где – полезная внешняя работа при изоэнтропном расширении L _и.р (эквивалентна площади фигуры р _к–к–г–с–н– р _н); – потребная внешняя работа при изотропном сжатии L _и.с (эквивалентна площади фигуры р _н–к–н– р _к).

Выражение (2.3) можно записать как

L _ц = L _и.р – L _и.с. (1.4)

 

Действительные термодинамические циклы (ТВаД)

 

В действительном (реальном) цикле ТВаД:

– все процессы сопровождаются потерями энергии;

– физические свойства рабочего тела, характеризуемые параметрами к, с_р, R, изменяются при изменении температуры в процессах сжатия- расширения и подвода тепла, а также при изменении химического состава газа в КС.

Например: При сжатии воздуха в реальном ВЗ процесс повышения давления – политропный (рис. 1.10). То есть из-за наличия гидравлического сопротивления (трения воздуха об стенки ВЗ) температура возрастает от до , следовательно, возрастает энтропия. Для сжатия более нагретого газа до давления необходимо затратить бóльшую (политропную) работу
L _п = L _ад + Δ L _r, где:

Δ L _r – тепловое сопротивление;

 

; (1.6)

. (1.7)

Показатель политропы n в данном примере зависит от температуры газа и всегда
n > к (для ВЗ ВРД n ≈ 1,5…1,54).

Помимо того, что необходима дополнительная работа для сжатия более нагретого, при преодолении гидравлического сопротивления газа, необходима дополнительная работа L _r для преодоления трения воздуха о стенки канала ВЗ. Следовательно, полная работа, потребная на сжатие воздуха в ВЗ

 

(1.8)

Так как полная работа L _ВЗ совершается за счет изменения кинетической энергии воздуха в ВЗ

, (1.9)

то

. (1.10)

Изменение кинетической энергии в реальных ВЗ расходуется на политропную работу сжатия (с учетом дополнительного подогрева при трении) и преодоление гидравлического сопротивления.

Сравним диаграммы идеального и действительного циклов ТРД
(рис. 1.11, 1.12) при условии, что ; = .

 

Рис. 1.11. Действительный цикл ТРД	Рис. 1.12. Действительный цикл ТРД

 

н-к – политропное сжатие воздуха. Потребная работа сжатия рабочего тела (воздуха) в действительном цикле (в сравнении с адиабатным) больше на величину Δ L _r и L _r, а температура за ОК выше, чем .

к-г – подвод тепла к рабочему телу в КС. В действительном цикле идет не при постоянном давлении, так как в КС имеют место потери полного давления. Следовательно, перед ГТ газ имеет меньшее давление и меньшую полную энергию (работоспособность).

г-с – расширение газа в ТК, СТ и ВУ. В реальном цикле процесс расширения газа политропный, поэтому температура на срезе РС выше, чем .

Эффективный кпд ТВаД

Эффективный кпд η_e показывает, какая часть тепла Q ₁, подведенного к рабочему телу в двигателе, преобразуется в эффективную работу цикла

 

, (1.18)

где n – показатель политропы.

Зависимость

Изменение η_e при изменении (рис. 1.14) определяется взаимным изменением L _e и Q ₁. При увеличении увеличивается температура воздуха за

компрессором , следовательно, уменьшается количество тепла, подводимого к газу в камере сгорания .

1. При , .

2. При , .

3. При , .

При , η_e достигает максимального значения (потери тепла минимальны), то есть удельный расход топлива минимальный (c_{R min}). Из рис. 1.14 видно, что не совпадает с , поэтому при выборе значения приходится идти на компромисс – получить , следовательно, максимальную тягу, или максимальную экономичность .

При с увеличением растет L _e. Так как потери в процессах сжатия и расширения остаются неизменными, то доля подведенной теплоты Q ₁, идущая на совершение эффективной работы L _e, возрастает, и это приводит к росту эффективного КПД (рис. 1.15).

Снижение в L _вн доли работы, потребной для преодоления потерь Σ L _r, приведет к более позднему достижению и, следовательно, .

 

Контрольные вопросы:

 

1. В чем отличие реального цикла от идеального?

2. Дать характеристику процессам, протекающим в реальном цикле.

3. Как связаны внутренняя и эффективная работы реального цикла?

4. Пояснить зависимость эффективной работы цикла от параметров рабочего процесса.

5. Объяснить физический смысл эффективного КПД.

6. Пояснить зависимость эффективного КПД цикла от параметров рабочего процесса.

 

Основные параметры ТВаД

1. Мощность СТ ТВаД N _СТ = L _м М _г, где L _м – механическая работа совершаемая 1 кг газа, при расширении в СТ; М _г – расход газа через СТ.

5. Эффективная (полезная) мощность N _е= N _СТη_СТ – мощность создаваемая на выходном валу СТ, где η_СТ – КПД СТ.

6. Удельная эффективная мощность – эффективная мощность создаваемая в ТВаД 1 кг воздуха.

7. Удельный расход топлива – количество топлива потребное для создания единицы мощности в течении часа.

 

Контрольные вопросы:

 

1. Назвать преимущества и недостатки одновального ТВаД.

2. Назвать преимущества ТВаД со свободной турфиной.

3. Дать характеристику особенностей конструкции узлов ТВаД.

4. В чем преимущество радиальных индивидуальных камер сгорания?

5. Назвать основные параметры ТВаД.

Предварительный расчет ТВаД.

Основные этапы расчета ТВаД

Термогазодинамический расчет является начальным этапом проектирования газотурбинного двигателя.

Целью термогазодинамического расчета ТВаД является:

1. Определение оптимальных параметров рабочего процесса ТВаД .

2. Определение параметров рабочего тела в характерных сечениях газового тракта ТВаД, основных параметров двигателя
(N _уд; М _в; М _г; с _е; η_е; N _к; N _т), оценка геометрических размеров характерных сечений и частоты вращения ротора.

3. Построение дроссельных и климатических характеристик ТВаД.

 

Обычно исходными данными для проектируемого ТВаД являются: эффективная мощность N _e.p на расчетном (номинальном) режиме работы двигателя; расчетные температура Т _н и давление р _н наружного воздуха. Кроме этого задается желаемая или максимально допустимая величина удельного расхода топлива c _е.зад.

Газодинамический расчет ВРД производится в три этапа:

На первом этапе (предварительный расчет) определяют оптимальное сочетание параметров , которые обеспечивали бы приемлемую величину N _е.уд при заданном значении c _e.

Одним из способов решения задачи первого этапа является использование параметров двигателя-прототипа. Для этого, задаются рядом значений параметров рабочего процесса близких к значениям соответствующих параметров прототипа. По упрощенным формулам производят предварительный расчет N _е.уд и c _e для выбранного спектра значений параметров во всех их сочетаниях.

По результатам предварительного расчета строят графики зависимостей и (рис. 3.1, 3.2). Анализируя графики, определяют оптимальные значения параметров рабочего процесса , , , удовлетворяющие заданным требованиям по величине N _е.уд, c _e.

Примечание. Анализируя графики зависимостей ) и ), необходимо выбрать наивыгоднейшее сочетание и , которое принимается за «исходное» в дальнейших расчетах.

Выбор исходного сочетания и определяется назначением двигателя и условиями его работы. У мобильных ГТУ, работающих на относительно дешевом топливе (например – попутный газ при нефтедобыче) масса ГТУ в основном определяется массой ТВаД и поэтому желательно такое сочетание и , которое обеспечивает высокую N _уд, то есть меньшую массу двигателя при заданной эффективной мощности N _е. При относительно высокой стоимости или ограниченных запасах топлива большое значение приобретает снижение с _е, то есть увеличение экономичности. Поэтому в данном случае выбирают сочетание и , обеспечивающее меньшие значения с _е, если при этом даже несколько снижается N _уд.

При выборе исходных значений и особенно надо учесть также возможность их реализации в данной схеме двигателя. Так, например, большие значения (более 9…10) требуют применения двухкаскадного компрессора или эффективной его механизации с целью расширения диапазона устойчивой работы.

Рекомендуется выбирать исходные параметры, в известной мере ориентируясь на двигатель- прототип, то есть для значений с _е.зад(с _е.прот) и .
В этом случае определяется следующими способами:

1. Например: если для и с _с = 180м/с удельные расходы топлива при равны соответственно с _е1 и с _е2 (см. рис.7.2), то выбрав с _с = 180м/с, можно определить по формуле:

 

; (3.1)

 

2. Например: если для и удельные расходы топлива при с _с = 180м/с и с _с = 200м/с равны соответственно с _е1 и с _е3 (см. рис.7.2), то выбрав , с _с можно определить по формуле:

 

; (3.2)

 

3. Если для всех сочетаний , и с _с с _е имеет меньшие значения, чем с _е.зад1(см. рис. 7.2), то можно задать с _е < с _е.прот(с _е.зад1), приняв < . При этом получится более экономичный двигатель с большим ресурсом.

Использование таких способов выбора и позволяет сохранить неизменным компрессор двигателя- прототипа.

Можно так же выбрать = 1400 K, а затем, зная значение с _е.зад, определить (см. рис. 3.2).

При проектировании двигателя без опоры на данные прототипа можно задаться значением максимально допустимой по условиям прочности газовой турбины, и рассчитать при которой обеспечивается наибольшая удельная мощность по формуле:

 

, (3.3)

а затем выбрать диапазон изменения в области прилегающей к .

Для полученных значений и производится предварительный расчет N _е.уд; c _e и, полученные результаты сравниваются с данными двигателя- прототипа.

Примечание. Выбор коэффициентов, учитывающих потери в узлах двигателя, для предварительного расчета производится исходя из уровня, достигнутого, для лучших двигателей аналогичного класса на момент проектирования.

Рис.3.1. Зависимости	Рис.3.2. Зависимости

 

На втором этапе, по выбранным оптимальным значениям , , с _с.опт, производят расчет параметров рабочего тела в характерных сечениях, определяют уточненные значения N _е.уд; c _e; М _в; М _г; η_е, N _к, N _т, а также оценивают геометрические размеры этих сечений, высоту рабочих лопаток компрессора и турбин, частоту вращения ротора n и количество ступеней турбин.

Результаты расчетов, полученные на втором этапе, в дальнейшем используются в качестве исходных данных для газодинамического расчета узлов двигателя (ОК, КС, ТК, СТ, ВУ).

На третьем этапе рассчитывают и строят зависимости N _е(n, р _н, Т _н) и
с _e(n, р _н, Т _н) – дроссельные и климатические характеристики ТВаД, соответственно.

 

Предварительный расчет ТВаД

 

Задание: Рассчитать ТВаД с эффективной мощностью N _e = 5000 кВт и удельным расходом топлива с _е.зад = 0,254 кг/кВт·ч в стандартных атмосферных условиях (Т _н = 288 K, р _н = 101300 Па). Двигатель предназначен для привода электрогенератора ГТУ.

Принимаем следующие значения величин:

– стехиометрический коэффициент топливного газа;

– низшая теплотворная способность топливного газа;

– коэффициент сохранения полного давления в ВЗ;

– коэффициент сохранения полного давления в КС;

– коэффициент полноты сгорания в КС;

– коэффициент сохранения полного давления в ВУ;

– коэффициент полезного действия компрессора;

– коэффициент полезного действия турбины (ТК+СТ);

– коэффициент полезного действия свободной турбины;

– коэффициент полезного действия турбины компрессора;

– коэффициент полезного действия трансмиссии;

– механический КПД, Учитывающий затраты мощности на трение в подшипниках и привод агрегатов;

– коэффициент скорости выходного устройства;

– коэффициент, учитывающий отбор воздуха на охлаждение и другие нужды, а также утечки через лабиринтные уплотнения;

– коэффициент, учитывающий увеличение температуры газа в конце процесса расширения из-за неадиабатичности процесса (подогрев газа в результате трения);

– коэффициент, учитывающий массу топлива, введенного в двигатель;

Выбираем: = 1200 K и ; = 6,9,12,15; с _с = 180 м/с и 220 м/с.

 

Определяем свободную энергию в двигателе

 

, Дж/кг. (3.4)

 

Определяем удельную мощность двигателя

 

. (3.5)

 

Определяем удельный расход топлива

 

. (3.6)

Примечание. _. В предварительном расчете принимать значения с_р = 1005 Дж/кг·K, k = 1,399.

Значения с _р.г и k _г рассчитываются по специальным программам, либо определяются по справочным таблицам в зависимости от средней температуры рабочего тела в КС

 

, 3.7

где – полная температура воздуха за компрессором

 

. 3.8

 

и коэффициента избытка воздуха α, который определяется по справочным графикам для значений и ,

Результаты расчетов сведены в таблицу 3.1.

 

 

Таблица 3.1

 

K	с с, (м/с)		N уд, (Дж/кг)·10^3	с е, кг.т/кВт·ч
			204,3	0,3215
	218,4	0,278
	213,6	0,261
	206,7	0,250
		196,9	0,340
		0,287
	206,3	0,269
	199,3	0,259
			242,3	0,324
	263,7	0,274
	263,2	0,256
	259,7	0,244
			0,335
	256,4	0,283
	255,8	0,267
	252,3	0,253

 

По полученным данным строим графики (см. рис. 3.3, 3.4). Из анализа графиков видно, что заданный удельный расход топлива с _е = 0,254 кг/кВт·ч обеспечивается при параметрах: , и с _с =180 м/c.

Анализируя графики удельной мощности, видим, что при этих параметрах лишь незначительно ниже максимального ее значения.

Более низкий удельный расход топлива можно получить при тех же и с _с =180 м/c, но при . Однако степень повышения давления труднее реализовать в однокаскадном компрессоре, так как понадобится большое число ступеней компрессора, сложная система его регулирования, что вызовет трудности в обеспечении достаточно высоких КПД и широкого диапазона его устойчивой работы.

Поэтому в качестве «исходных» выбираем параметры: , и . При этом получим предварительные значения:
с _е = 0,253 кг/(кВт·ч); N _уд = 258,2·10³ Дж/кг (258,2 кВт·с/кг).

Контрольные вопросы:

 

1. Назвать цели термогазодинамического расчета ТВаД.

2. Дать характеристику основным этапам термогазодинамического расчета ТВаД.

3. Объяснить порядок определения оптимальных параметров рабочего процесса при ориентировании на двигатель- прототип.

4. Объяснить порядок определения оптимальных параметров рабочего процесса при отсутствии двигателя- прототипа.

5. Каким образом определяют значения удельной теплоемкости и показателя адиабаты рабочего тела в сечениях двигателя?

6. Как зависит величина удельной мощности от параметров рабочего процесса?

Библиографический список

 

1. Григорьев А.А. Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок. Теоретические основы: учеб. пособие/ А.А. Григорьев. – 2-е изд., перераб. и доп. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2010. – 368