Расчёт и анализ идеального цикла газотурбинных двигателей

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

Содержание

Введение

1. Определение параметров рабочего тела

2. Определение параметров состояния в характерных точках цикла. Изменение в процессах внутренней энергии, энтальпии и энтропии

3. Определение цикловой работы и термического коэффициента полезного действия

Заключение

Список литературы

Введение

Курсовой работой по расчёту и анализу идеального цикла газотурбинных двигателей предусматривается выполнение следующих работ:

- проведение предварительных расчётов по определению параметров тела и цикла;

- определение параметров состояния P, н и Т в характерных точках цикла, изменение в процессах внутренней энергии ?u, энтальпии ?i, энтропии ?s;

- определение цикловой работы ?_ц и термического коэффициента полезного действия (КПД) цикла з_t;

- изображение цикла в координатах P - н и Т - s.

1. Определение параметров рабочего тела

Расчёты по определению параметров рабочего тела проводят методом последовательных приближений, так как для расчета коэффициента избытка воздуха б нужно знать значение р_с, а также значение показателя адиабаты k, зависящее от состава продуктов сгорания, т.е. опять же от значения б.

Задаемся показателем адиабаты k и теплоемкостью с_p, близкими к соответствующим значениям для воздуха.

Зададимся: k = 1,36, с_p = 1000

1. Теоретически количество воздуха, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива определим из условия полного сгорания углерода и водорода по формуле:

,

где С, Н, О - содержание соответственно углерода, водорода и кислорода в массовых долях.

2. Определим низшую теплоту сгорания топлива (по формуле Менделеева):

,

где С, Н, О - содержание соответственно углерода, водорода и кислорода, в процентах (%).

3. Определим степень повышения давления:

где М - скорость полета; М = 0

4. Тогда, общая степень повышения давления:

5. Определяем коэффициент избытка воздуха:

6. Найдем массовые доли продуктов сгорания:

- кислорода - ;

- азота - ;

- углекислого газа - ;

- водяных паров - ;

7. Рассчитаем значения теплоемкостей, показателя адиабаты и газовой постоянной при температурах t₀ и t₃ и находим среднюю.

При температуре t₀ = 15 єС:

для кислорода

для азота

для углекислого газа

для воды

При температуре t₃ = 1077 єС:

для кислорода

для азота

для углекислого газа

для воды

8. Найдем молекулярные массы компонентов газовой смеси (по таблице Менделеева):

9. Газовые постоянные компонентов смеси найдем по формуле:

для кислорода

для азота

для углекислого газа

для воды

10. Определяем удельную газовую постоянную рабочего тела:

11. Оценим погрешность определения показателя адиабаты k:

Найденное значение показателя адиабаты отличается от заданного менее чем на 2%, поэтому найденные параметры рабочего тела считаем истинными:

Таблица 1

2. Определение параметров состояния в характерных точках цикла. Изменение в процессах внутренней энергии, энтальпии и энтропии

Параметры состояния рабочего тела в начальной точке цикла выбираются в зависимости от высоты полета h.

Давление после компрессора определяем по заданному или рассчитанному ранее значению степени повышения давления р_с.

1. Удельный объем газа по найденным значениям давлений и температур находим из уравнения состояния:

точка «0»:

T₀=223.2К; P₀=101325Па

точка «2»:

точка «3»:

T₃=1250К

P₃ = P₂ = 810600Па

точка «5»:

P₅ = P₀ = 101325Па

2. Изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии в процессах:

процесс «0-2»:

процесс «2-3»:

процесс «3-5»:

процесс «5-0»:

3. Найдем начальное значение энтропии (при нормальных условиях)

3. Определение цикловой работы и термического коэффициента полезного действия

1. Количество подведенной теплоты:

2. Цикловая работа:

3. Термический КПД:

цикл энтальпия теплота

Заключение

В данной курсовой работе был проведён расчёт и анализ идеального цикла газотурбинного двигателя, результаты приведены в таблицах, построены рабочая и тепловая диаграммы и проведён расчёт энергетических характеристик цикла с политропным сжатием в диффузоре.

Таблица 2 Параметры рабочего тела в точках цикла

Таблица 3 Энергетические характеристики процессов цикла

Список литературы

1. Болгарский А.В. Сборник задач по термодинамике и теплопередаче / А.В. Болгарский. -- М.: Высш. шк., 1972. -- 304 с.

2. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача / В.В. Нащокин. -- М.: Высш. шк., 1980. -- 468 с.

3. Расчёт и анализ идеального цикла газотурбинных двигателей: Метод. Указания к выполнению курсовой работы / Сост. М.А. Ошивалов, Т.А. Ульрих; Перм. гос. техн. ун-т. -- Пермь, 2006. -- 15 с.

Размещено на Allbest.ru