2. Расчёт состава рабочего тела цикла

2.1. Расчёт состава рабочего тела

Расчёт массовых и мольных долей компонентов, молекулярной массы, их теплоёмкости производится для воздуха, потребляемого ГТД на высоте полёта самолёта Н = 3000 м и скорости полёта V = 2,1 M.

Объемные доли компонентов в воздухе будут таковыми:

Найдём молекулярную массу смеси:

Массовые доли каждого компонента в 1 кг воздуха найдём по формулам:

Проверка полученных результатов:

Определим мольную долю и массу каждого компонента 1 кг смеси:

Вычислим изобарную и изохорную теплоёмкости смеси, а также коэффициент адиабаты и газовую постоянную смеси:

2.2. Расчёт оптимального значения степени повышения давления в компрессоре гтд

2.3. Определение коэффициента избытка воздуха

Керосин ТС – 6 (С_nH_m).

2.4. Расчёт состава продуктов сгорания и рабочей смеси

Вычислим массы компонентов, а также мольные и массовые доли этих компонентов в смеси продуктов сгорания:

Найдём массу топлива:

т.е. выполняется закон сохранения массы вещества.

Найдём изобарные и изохорные теплоёмкости, коэффициент адиабаты и газовую постоянную смеси продуктов сгорания.

Т.о. газовые постоянные в первом и втором случае получились приблизительно равны между собой:

Параметры, состав		Компоненты
		N2	O2	CO2	H2O
Ri,		297	260	189	462
Cpi,		1039	915	815	1859
Cvi,		742	655	626	1398
i,		28	32	44	18
Gi, кг	Воздух	0,75165	0,22852	0,004	0,0072
	Прод.сгор	0,75165	0,1753	0,0527	0,0172
Mi, моль	Воздух	26,8	7,1	0,09	0,4
	Прод.сгор	26,8	5,4	1,2	0,5
gi	Воздух	0,75165	0,22852	0,004	0,0072
	Прод.сгор	0,7541	0,1758	0,0529	0,0173

Таблица 2. Состав рабочего тела цикла ГТД

Таблица 3. Характеристики рабочего тела в цикле ГТД

Смесь	Cp,	Cv,	R,	k	G, кг
Воздух	1007	720	287	1,4	1
Прод. сгор	1020	732	287	1,4	1,0155

3. Расчёт основных параметров состояния рабочего тела в узловых точках цикла ГТД

Точка 1. Процесс 0-1 - адиабатное сжатие воздуха в диффузоре:

Точка 2. Процесс 1-2 - адиабатное сжатие в компрессоре:

Точка 3. Процесс 2-3 - изобарный подвод тепла в камере сгорания

Точка 4. Процесс 3-4 - адиабатное расширение продуктов сгорания в турбине:

Точка 5. Процесс 4-5 - адиабатное расширение в реактивном сопле двигателя до давления окружающей среды p₀=p₅:

4. Расчет калорических величин цикла ГТД