Название реферата: Расчет газотурбинного двигателя при постоянном давлении
Раздел: Физика и энергетика
Скачано с сайта: www.refsru.com
Дата размещения: 10.11.2012
Расчет газотурбинного двигателя при постоянном давлении
Содержание
Введение
1. Исходные данные
2. Расчет газотурбинного двигателя
Заключение
Список литературы
Приложение 1.
ВВЕДЕНИЕ
Газотурбинный двигатель (ГТД) — один из видов теплового двигателя, в котором газ сжимается и нагревается, а затем энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу газовой турбины.
Превращение теплоты в работу осуществляется в нескольких агрегатах ГТД (рис.1)
Рис. 1. Схема газотурбинного двигателя:
ТН – топливный насос; КС – камера сгорания; К – компрессор; Т – турбина; ЭГ – электрогенератор.
Сначала воздушный компрессор сжимает атмосферный воздух, повышая его давление, и непрерывно подает его в камеру сгорания. Туда же топливным насосом непрерывно подается необходимое количество жидкого или газообразного топлива. Затем образующиеся в камере продукты сгорания выходят из нее через сопловой аппарат с повышенной температурой и почти тем же давлением, что и на выходе из компрессора. Следовательно, горение топлива происходит при постоянном давлении.
В газовой турбине продукты сгорания адиабатно расширяются, в результате чего их температура снижается, а давление уменьшается до атмосферного.
Рис. 2. Цикл газотурбинного двигателя.
Заменив сгорание топлива изобарным подводом теплоты (линия 2-3 на рис. 2), а охлаждение выброшенных в атмосферу продуктов сгорания – изобарным отводом теплоты (линия 1-4), получается цикл ГТД:
1-2 – сжатие рабочего тела от атмосферного давления до давления в двигателе;
2-3 – горение в камере;
3-4 – процесс адиабатного расширения рабочего тела;
4-1 – отработанные газы выбрасываются в атмосферу.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Р1 = 0,075 МПа – давление перед компрессором.
Т1 = 4C – температура воздуха перед компрессором.
p= 4 – степень повышения давления в компрессоре .
ρ = 2,3 – степень предварительного расширения.
CP = 1 кДж/(кг·К) – теплоемкость при постоянном давлении.
R = 287 Дж/(кг·К) – удельная газовая постоянная.
k = 1,4 – коэффициент адиабаты .
Схема расчета:
1. основных показателей во всех основных точках цикла;
2. количества теплоты участков цикла;
3. изменение параметров - изменение внутренней энергии;
- изменение удельной теплоемкости;
- изменение удельной энтропии;
4. работа каждого процесса цикла;
5. термический КПД цикла через характеристики цикла.
РАСЧЕТ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
1. Основные показатели во всех основных точках цикла:
Точка 1:
P1=0.075МПа
T1=4+273=277К
V1=R1·T1/P1=1.059м/куб
Точка 2:
Точка 3:
Точка 4:
P=const=P4=P1=0.075МПа
№ |
P,МПа |
V,м3 |
T, К |
u, |
i, |
S, |
1 |
0,075 |
1,059 |
277 |
195,7 |
273 |
74,3 |
2 |
0,3 |
0,410 |
428,74 |
305,69 |
428,69 |
74,3 |
3 |
0,3 |
0,943 |
986,102 |
703,1 |
986 |
907,2 |
4 |
0,075 |
2,539 |
663,6 |
473,1 |
663,5 |
907,2 |
2. Количество теплоты участков
1-2:
2-3:
3-4:
4-1:
3. Изменение параметров ,
,
для процессов.
Процесс 1-2:
Процесс 2-3:
Процесс 3-4:
Процесс 4-1:
4. Работа каждого процесса
1-2:
2-3:
3-4:
4-1:
№ |
l, Дж |
q, кДж |
Δu, |
Δi, |
ΔS, |
1-2 |
-108900 |
0 |
109,99 |
155,69 |
0 |
2-3 |
159962,89 |
557,3 |
397,41 |
557,31 |
832,9 |
3-4 |
231400 |
0 |
-230 |
-322,5 |
0 |
4-1 |
-110954,2 |
-390,5 |
-277,4 |
-390,5 |
-832,9 |
5. Термический КПД цикла через характеристики цикла.
Полученное значение КПД сравнить со значением, определенным по формуле:
Рис. 3. Расчетный цикл газотурбинного двигателя
Рис. 4. TS-диаграмма работы газотурбинного двигателя
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В курсовой работе был произведен расчет газотурбинного двигателя с подводом при постоянном давлении. Были рассчитаны технические показатели в основных точках цикла, количество теплоты, изменение параметров, а также термический КПД через характеристики цикла.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Арсеньев Г.В. Энергетические установки// М.: Высшая школа. - 1991. - С. 336.
2. Бендерский Б.Я. Техническая термодинамика и теплопередача// Курс лекций с краткими биографиями ученых: Учебное пособие. - 2007. - С. 264.
3. Нихамкин М.А., Зальцман М.М. Конструкция основных узлов двигателя ПС-90А: Учеб. пособие. - Пермь: Изд-во ПГТУ, 2002.- 120 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
К курсовой работе необходимо приложить схему двигателя ПС-90А и систему охлаждения основных узлов двигателя.
Исходные данные
№ |
Р1, МПа |
Т1, оС |
p |
(приложение 1) |
(приложение 2) |
1 |
0,08 |
12 |
6 |
схема двигателя ПС-90А |
охлаждение КС |
2 |
0,1 |
15 |
5,5 |
охлаждение турбины | |
3 |
0,07 |
0 |
6,2 |
охлаждение КС | |
4 |
0,075 |
-25 |
4 |
охлаждение турбины | |
5 |
0,09 |
- 4 |
4,5 |
охлаждение КС | |
6 |
0,095 |
- 45 |
5 |
охлаждение турбины | |
7 |
0,08 |
45 |
5,2 |
охлаждение КС | |
8 |
0,1 |
25 |
4,3 |
охлаждение турбины | |
9 |
0,07 |
5 |
4,7 |
охлаждение КС | |
10 |
0,075 |
20 |
6,3 |
охлаждение турбины | |
11 |
0,09 |
-20 |
6 |
охлаждение КС | |
12 |
0,095 |
35 |
5,5 |
охлаждение турбины | |
13 |
0,08 |
-35 |
6,2 |
охлаждение КС | |
14 |
0,1 |
-10 |
4 |
охлаждение турбины | |
15 |
0,07 |
- 30 |
4,5 |
охлаждение КС | |
16 |
0,075 |
30 |
5 |
охлаждение турбины | |
17 |
0,09 |
40 |
5,2 |
охлаждение КС | |
18 |
0,095 |
-40 |
4,3 |
охлаждение турбины | |
19 |
0,075 |
-15 |
4,7 |
охлаждение КС | |
20 |
0,09 |
0 |
6,3 |
охлаждение турбины |