Министерство образования и науки

Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П. КОРОЛЕВА

(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»

(СГАУ)

Кафедра теплотехники и тепловых двигателей

Курсовая работа по курсу ”Термодинамика”

«Расчет параметров состояния рабочего тела и энергетических характеристик газотурбинного

двигателя»

Вариант № 16

Выполнил: Ширыкалов А.В.

Группа: 2206

Преподаватель: Белозерцев В.Н.

Самара 2012

Задание

Рассчитать идеальный цикл ГТД тягой R при полете с числом М за время τ (час) по заданной высоте Н при температуре Т₃ газа перед турбиной. Исходные данные приведены в Табл. 1. Масса воздуха G = 1 кг. Топливо – керосин ТС-6.

Таблица 1 - Исходные данные

Состав воздуха
Н, м	N2, %			O2, %			CO2, %			H2O, %
4000	77,77			20,63			0,35			1,25
Состав и свойства топлива
Марка керосина	Химическая формула		Содержание серы и влаги, %			Плотность при 200С, кг/м3			Теплота сгорания (низшая) Нu, кДж/кг
Т	СН1,96		-			0,8			43000
Физические характеристики воздуха в зависимости от высоты полёта
Нп, м		Т0, К			Р0, Н/м2			кг/м3
4000		262,7			61660			0,819
Дополнительные величины
R, H					4500
ч					5
T3, K					1600
Тт, К					300
Молекулярная масса, изобарные и изохорные теплоёмкости компонентов смеси
		 кг/кмоль			Сp, Дж/кг*К			Cv, Дж/кг*К
N2		28			1036			742
O2		32			916			655
CO2		44			821			626
H2O		18			1855			1398

Реферат

Курсовая работа: 30 страниц, 6 рисунков, 6 таблиц, 4 источника.

АДИАБАТНЫЙ ПРОЦЕСС, УНИВЕРСАЛЬНАЯ ГАЗОВАЯ ПОСТОЯННАЯ, ИЗОБАРНЫЙ ПРОЦЕСС, ЭНТАЛЬПИЯ, ЭНТРОПИЯ, ТЕПЛОЕМКОСТЬ, ЦИКЛ ГТД, ТЕПЛОТА, ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ.

Определены массовые доли, молекулярные массы, мольные доли, изохорные теплоемкости компонентов воздуха, поступающего в диффузор, газовая постоянная, показатель адиабаты, характеризующие воздух в точке 0 цикла ГТД. Рассчитано оптимальное значение степени сжатия воздуха в компрессоре, обеспечивающее максимально полезную работу цикла для заданного значения температуры Т₃. Вычислен потребный коэффициент избытка воздуха  в камере сгорания. Найдены значения массовых и мольных долей компонентов рабочего тела, как смеси продуктов сгорания и избыточного воздуха; молекулярная масса смеси, плотность, теплоемкость, газовая постоянная и показатель адиабаты, характеризующие смесь при температуре Т₃. Результаты расчетов сведены в таблицы.

Рассчитаны параметры состояния в характерных и нескольких промежуточных точках идеализированного цикла ГТД, определены изменения внутренней энергии, энтальпии, энтропии, теплоты, удельные работы процессов и за цикл. Изображен идеальный цикл в P-V и T-S координатах. Рассчитаны энергетические характеристики ГТД.

Содержание

Задание 2

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И ИНДЕКСОВ 6

ВВЕДЕНИЕ 7

1 Краткое описание принципа работы ГТД 8

2 Расчёт состава рабочего тела цикла 10

2.1 Расчёт состава рабочего тела 10

2.2 Расчёт оптимального значения степени повышения давления в компрессоре ГТД 12

2.3 Определение коэффициента избытка воздуха 12

2.4 Расчёт состава продуктов сгорания и рабочей смеси 13

3 Расчёт основных параметров состояния рабочего тела в узловых точках цикла ГТД 17

4 Расчет калорических величин цикла ГТД 19

4.3 Расчет работы процессов и полной работы за цикл 21

5 Расчёт параметров состояния рабочего тела в промежуточных точках процессов сжатия и расширения 22

5.1 Расчёт параметров промежуточных точек при построении цикла ГТД в 22

P – V координатах 22

5.2 Расчёт процессов, изображаемых в T-S-координатах 24

6 Построение идеального цикла в p-v и T-S координатах 25

7 Определение работы цикла графическим путем с использованием системы ADEM 8.1 27

28

8 Расчёт энергетических характеристик ГТД 29

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 30

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 31

ВВЕДЕНИЕ 6

1 Краткое описание принципа работы ГТД 7

2 Расчёт состава рабочего тела цикла 8

2.1 Расчёт состава рабочего тела 8

2.2 Расчёт оптимального значения степени повышения давления в компрессоре ГТД 10

2.3 Определение коэффициента избытка воздуха 10

2.4 Расчёт состава продуктов сгорания и рабочей смеси 11

3 Расчёт основных параметров состояния рабочего тела в узловых точках цикла ГТД 14

4 Расчет калорических величин цикла ГТД 16

4.1 Изменение калорических величин в процессах цикла 16

4.2 Расчет теплоты процессов и тепла за цикл 18

4.3 Расчет работы процессов и полной работы за цикл 18

5 Расчёт параметров состояния рабочего тела в промежуточных точках процессов сжатия и расширения 20

5.1 Расчёт параметров промежуточных точек при построении цикла ГТД в 20

P – V координатах 20

5.2 Расчёт процессов, изображаемых в T-S-координатах 22

6 Построение идеального цикла в P-V и T-S координатах 23

7 Определение работы цикла графическим путем с использованием системы ADEM 8.1 25

8 Расчёт энергетических характеристик ГТД 27

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 28

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………...29