Расчет газотурбинного двигателя при постоянном давлении
Обновлено
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Кафедра Прикладной механики
Дисциплина: «Тепловые двигатели»
Курсовая работа
«Расчет газотурбинного двигателя при постоянном давлении»
Выполнил:студент группы ЭНС-04-2
Иванов А. К.
Проверил:
канд. техн. наук, доцент
Пимштейн Л. А.
Иркутск 2009
Содержание
Введение
Задание на расчёт
Исходные данные
Расчёт газотурбинного двигателя
Заключение
Литература
ВведениеГазовые турбины лишены ряда недостатков, присущих поршневым двигателям внутреннего сгорания. Наличие кривошипно-шатунного механизма у поршневых двигателей внутреннего сгорания ограничивает их число оборотов и поэтому мощность одного цилиндра получается относительно, небольшой. Для увеличения мощности применяют многоцилиндровые двигатели внутреннего сгорания, обладающие значительными габаритами и весом. У поршневых двигателей внутреннего сгорания невозможно осуществить в цилиндре полное адиабатное расширение рабочего тела до давления окружающей среды, что приводит к потерям полезной работы.Газовые турбины не имеют кривошипно-шатунного механизма и могут выполняться с высокими числами оборотов, что позволяет сосредоточить в отдельных агрегатах большие мощности при сравнительно небольших габаритах и весе.У турбинных двигателей осуществляется полное расширение рабочего тела, что заметно увеличивает их термический к. п. д.Процесс преобразования тепловой энергии в механическую у турбинных двигателей принципиально отличен от поршневых двигателей.Рабочее тело - газы, образующиеся при сгорании топлива в особых камерах сгорания, куда подводится сжатый воздух, поступают в сопла турбины.Cхема простейшего (одновального) ГТД со сгоранием топлива при р=Const: К-компрессор; КС- камера сгорания; ГТ- газовая турбина; Р- редуктор.Задание на расчётДля газотурбинного двигателя рассчитать:1) основные показатели во всех основных точках цикла;2) количество теплоты участков;3) изменение параметров , , ;4) работу каждого процесса;5) термический КПД цикла через характеристики цикла.Исходные данныеГТД с подводом при P=constР1 = 0,09 МПаt1 = 100 Cвс = 6,5с = 2,3CP = 1 кДж/(кг·К);CV = 0,713 кДж/(кг·К); R = 287 Дж/(кг·К);k = 1,4Термодинамический циклы ГТД со сгоранием при р=Const в координатах PV и TS
Расчёт газотурбинного двигателя
1. Рассчитываем основные показатели во всех основных точках цикла:
Точка 1:
МПА
К
·
Точка 2:
Точка 3:
Точка 4:
№ | P,МПа | V,м3 | T, К | u, | i, | S, | |
1 | 0,09 | 0,902 | 283 | 201,8 | 283 | 66,3 | |
2 | 0,585 | 0,237 | 483,11 | 344,46 | 483,11 | 66,3 | |
3 | 0,585 | 0,545 | 1111 | 792,3 | 1111 | 902,5 | |
4 | 0,09 | 2,076 | 650,9 | 464,1 | 650,9 | 902,5 |
2. Определим количество теплоты участков:
1-2:
2-3:
3-4:
4-1:
3. Определим изменение параметров , , для процессов.
Процесс 1-2:
Процесс 2-3:
Процесс 3-4:
Процесс 4-1:
4. Определим работу каждого процесса
1-2:
2-3:
3-4:
4-1:
№ | l, Дж | q, кДж | Дu, | Дi, | ДS, | |
1-2 | -143578,9 | 0 | 142,66 | 200,11 | 0 | |
2-3 | 228747,6 | 627,8 | 447,8 | 627,8 | 836,2 | |
3-4 | 380447,2 | 0 | -328,2 | -460,3 | 0 | |
4-1 | -134000,3 | -367,9 | -262,3 | -367,9 | -836,2 |
5. Определить термический КПД цикла через характеристики цикла.
Полученное значение КПД сравнить со значением, определенным по формуле:
Заключение
В курсовой работе был произведён расчёт 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.
Литература1. Тепловые двигатели: учебник для ВУЗов ж\д транспорта / А.В. Ефимов, А.Г. Галкин.- М: УМК МПС России, 2000. - 512с.
2. Китушин В.Г.Тепловой расчёт двигателей.- М.: Высшая школа, 1984. - 256с.