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 № 12

Выполнил: Михалюк Андрей Александрович

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 табл. 1. Масса воздуха G = 1 кг. Топливо – керосин Т-1.

Таблица 1 - Исходные данные

Состав воздуха
Н, м	N2, %			O2, %				CO2, %			H2O, %
8000	77,45			20,31				0,67			1,57
Состав и свойства топлива
	Химическая формула		Содержание серы и влаги, %				Плотность при 200С, кг/м3			Теплота сгорания (низшая) Нu, кДж/кг
Т – 1	С7,2Н13,3		0,005				0,775			43000
Физические характеристики воздуха в зависимости от высоты полёта
Нп, м		Т0, К			Р0, Н/м2				кг/м3
8000		236,2			35652				0,364
Дополнительные величины
R, H						7000
ч						4
T3,K						1400
Тт, К						300
Молекулярная масса, изобарные и изохорные теплоёмкости компонентов смеси
		 кг/кмоль			Сp, Дж/кг*К				Cv, Дж/кг*К
N2		28			1017				720
O2		32			917				657
CO2		44			821				632
H2O		18			1855				1393

Реферат

Курсовая работа: 27 страниц, 4 рисунков, 6 таблиц, 7 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 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 11

2.4 Расчёт состава продуктов сгорания и рабочей смеси 11

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

4 Расчет калорических величин цикла ГТД 17

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 3.0 26

8 Расчёт энергетических характеристик ГТД 28

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 29

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХИСТОЧНИКОВ 30

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;

i – номер компонента, процесса;

ц – цикл;

к – компрессор;

О – точка О процесса;