qqМинистерство 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 № 19

Выполнил: Шкоков И.О.

Группа: 2204

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 таблице 1. Масса воздуха G = 1 кг. Топливо – керосин ТС-6.

Таблица 1.1 - Исходные данные

Высота полета H, м	Число М	Время , ч	Температура Т, К	Тяга R, Н
10000	1,8	2	1200	5000

Таблица 1.2 - Данные МСА

Н, м	Т0, К	Р0, Н/м2	кг/м3	µ105, Нс/м3
10000	223,3	26500	0,414	1,49

Таблица 1.3 - Состав топлива

Марка топлива	Химическая формула	Содержание серы и влаги, %	Плотность при 20ºС	Низшая теплота сгорания Нu, кДж/кг
Керосин Т-6	С6,8H13,3	-	0,84	43130

Таблица 1.4 - Содержание компонентов воздуха

	Содержание компонентов воздуха
	N2	O2	CO2	H2O
, %	77,29	20,15	0,83	1,73
, %	0,747	0,222	0,013	0,011

Таблица 1.5 - Молярная масса и мольная теплоемкость воздушной смеси

Компонент	 кг/кмоль
N2	28
O2	32
CO2	44
H2O	18

Реферат

Курсовая работа: 26 страниц, 3 рисунка, 6 таблиц, 3 источников.

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

ВВЕДЕНИЕ 6

1 Краткое описание принципа работы ГТД 7

2 Расчет состава рабочего тела 8

2.1 Определение характеристик воздуха на заданной высоте полета H. 8

2.2 Определение (_к)_opt — оптимальной степени сжатия в компрессоре. 10

2.3 Определение коэффициента избытка воздуха  11

2.4 Расчет состава продуктов сгорания и рабочей смеси 12

Массы продуктов сгорания: 12

Количества вещества продуктов сгорания: 12

3 Расчёт основных параметров состояния рабочего тела в узловых точках цикла ГТД 15

Точка 1. Процесс 0-1 — адиабатное сжатие воздуха в диффузоре. 15

4 Расчет калорических величин цикла ГТД 16

4.3 Расчет работы процессов и полной работы за цикл 17

5 Расчёт параметров состояния рабочего тела в промежуточных точках процессов сжатия и расширения 19

5.1 Расчёт параметров промежуточных точек при построении цикла ГТД в 19

P – V координатах 19

5.2 Расчёт процессов, изображаемых в T-S-координатах 20

5.3 Построение графиков P – V и T-S-координатах 22

6 Расчёт энергетических характеристик ГТД 24

6.1 Определение работы цикла графическим путем. 26

6.2 Определение теплоты цикла графическим путем 26

Заключение 27

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 28

Условные обозначения и индексы

C₀ — скорость набегающего потока, м/с

C₅ — скорость истечения газа, м/с

C_p — изобарная теплоемкость, Дж/кгК

C_v — изохорная теплоемкость, Дж/кгК

G — масса, кг

H — высота, м

k — показатель адиабаты

M — молярная масса, моль

p — давление, Па

q — теплота, Дж/кг

R - удельная газовая постоянная,

R — универсальная газовая постоянная, Дж/кгК

R_уд — удельная тяга двигателя, м/с

L – удельная работа;

S — энтропия, Дж/кг

T — температура, К

U — внутренняя энергия, Дж/кг

v — удельный объем, м³/кг

 — коэффициент избытка воздуха

 — изменение параметра

_t — термический к. п. д., %

₀ — плотность воздуха, кг/м³

 — время, ч

 — параметр (характеристика) относится к воздуху

 — параметр (характеристика) относится к продуктам сгорания

opt – оптимальный;