- •Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Устройство и проектирование летательных аппаратов» на тему: «Энергетический расчет и высотно-скоростные характеристики трддф»
- •Содержание
- •Введение
- •1 Определение состава су, описание самолета-прототипа су-27
- •1.1.1 Исходные данные
- •1.1.2 Определение количества двигателей
- •1.2 Описание самолета
- •1.2.1 Фюзеляж
- •1.2.2 Двигатель
- •1.2.3 Крыло
- •1.2.4 Шасси
- •1.2.5 Система управления самолетом
- •2 Описание трддф ал-31ф
- •2.1 Общие сведения о двигателе
- •2.2 Компрессор
- •2.2.1. Общая характеристика компрессора
- •2.2.2 Конструкция компрессора низкого давления
- •2.2.3 Переходный корпус
- •2.2.4 Конструкция компрессора высокого давления
- •2.3 Противообледенительная система
- •2.4 Основная камера сгорания
- •2.4.1 Общая характеристика камеры сгорания
- •2.4.2 Конструкция камеры сгорания
- •2.5 Турбина
- •2.5.1 Общая характеристика турбины
- •2.5.2 Конструкция турбины высокого давления
- •2.5.3 Конструкция турбины низкого давления
- •2.6 Форсажная камера
- •2.6.1 Общая характеристика форсажной камеры
- •2.6.2. Конструкция форсажной камеры
- •2.7. Выходное сопло
- •2.7.1. Общая характеристика выходного сопла
- •2.7.2. Конструкция выходного сопла
- •3 Энергетический расчет двигателя ал-31ф
- •3.1 Исходные данные для расчёта
- •3.2 Определение параметров трддф
- •4 Расчет высотных характеристик двигателя
- •4.2 Высотная характеристика трддф ал-31ф
- •5 Расчет скоростных характеристик двигателя
- •5.2 Скоростная характеристика трддф ал-31ф
- •6 Газодинамический расчет трддф ал-31ф
- •6.1 Газодинамический расчёт кнд
- •6.1.1. Определение числа ступеней
- •6.1.2. Расчёт первой ступени
- •6.1.3 Расчёт последней ступени
- •6.2 Газодинамический расчёт квд
- •6.2.1 Определение числа ступеней
- •6.2.2 Расчёт первой ступени
- •6.2.3 Расчёт последней ступени
- •6.3 Газодинамический расчёт твд
- •6.3.1 Определение числа ступеней
- •6.3.2 Расчёт первой ступени турбины
- •6.3.3 Расчет последней ступени
- •6.4 Газодинамический расчёт тнд
- •6.4.1 Определение числа ступеней
- •6.4.2 Расчёт ступени турбины
- •6.4.3 Расчет последней ступени
- •6.5 Газодинамический расчёт камеры сгорания
- •6.6 Гидравлический расчет форсажной камеры и выходного сопла
- •7 Эксплуатационные повреждения лопаток компрессора гтд
- •7.1 Анализ условий эксплуатации лопаток компрессора
- •7.2 Причины попадания посторонних предметов в двигатель
- •7.3 Повреждения лопаток компрессора при попадании в него пп
- •А) эллептическая вмятина; б) эллептическая забоина; в) V-образная забоина
- •Двигателя пс-90а:
- •Квд двигателя пс-90а:
- •7.4 Защита от попадания пп
- •Заключение
- •Список использованных источников
- •Приложение а
6.1.3 Расчёт последней ступени
Геометрические размеры последней ступени рассчитываются на выходе из спрямляющего аппарата, где из энергетического расчёта известны температура TKН* и давление заторможенного потока. Осевую скорость на выходе из КНД принимаем.
Термодинамические параметры воздуха на выходе из КНД:
(6.27) |
(6.28) |
(6.29) |
Площадь проточной части на входе в компрессор:
(6.30) |
Параметры рабочего колеса. Средний диаметр колеса:
(6.31) |
Наружный диаметр рабочего колеса:
(6.32) |
Диаметр втулки:
(6.33) |
Высота лопатки:
(6.34) |
Удлинение лопатки и густота лопаточной решётки. Хорда лопатки:
(6.35) |
Шаг лопаток на спрямляющем аппарате:
(6.36) |
Ширина последней ступени:
Принимаем у = 0,9 (по прототипу)
(6.37) |
Число лопаток спрямляющего аппарата последней ступени:
(6.38) |
Принимаем
Длина КНД:
(6.39) | |
По полученным значениям строится план скоростей последней ступени (рисунок 6.1).
|
|
Рисунок 6.1 - План скоростей 1-ой ступени КНД
6.2 Газодинамический расчёт квд
Форма проточной части проектируемого компрессора высокого давления – с постоянным средним диаметром.
В таблице 6.3 представлены исходные данные для газодинамического расчёт КВД.
Таблица 6.3 – Исходные данные для газодинамического расчёт КВД
Параметр |
Значение |
, Па |
|
| |
| |
| |
| |
0,84 | |
| |
|
6.2.1 Определение числа ступеней
Средняя работа сжатия в одной ступени компрессора:
(6.40) |
Тогда число ступеней
(6.41) |
Принимаем
Распределение работы по ступеням КВД представлены в таблице 6.4.
Таблица 6.4 - Распределение работы по ступеням КВД
№ ступени |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Работа, кДж/кг |
28 |
38 |
54 |
54 |
54 |
50 |
48 |
6.2.2 Расчёт первой ступени
Для увеличения напорности и уменьшения числа ступеней КВД на наружном диаметре РК 1-й ступени устанавливается максимально допустимая скорость, которая в дозвуковой ступени ограничивается условием обтекания лопаток воздухом без образования скачков уплотнения и составляет 340 -400 м/с. Выбираем.
Для уменьшения поперечных габаритов компрессора на входе в 1-ю ступень устанавливается допустимая осевая скорость
Относительный диаметр втулки выбираем .
Окружная скорость колеса на среднем диаметре
(6.42) |
Для проверки правильности выбора величин находим:
Коэффициент нагрузки : для исключения чрезмерной закрутки воздуха, т.е. для получения достаточно высокого КПД
(6.43) |
Коэффициент расхода
(6.44) |
Как видно из расчётов, полученные величины находятся в рекомендуемых пределах.
Степень реактивности ступени.
При величине ρK = 0,5 обеспечиваются наибольшие значения напора и КПД ступени, поэтому данная величина рекомендуется для всех ступеней компрессора. Кроме того, при данном значении получаются идентичными профили лопаток рабочего колеса и спрямляющего аппарата, что облегчает их изготовление. Выбираем .
Окружная составляющая скорости движения воздуха
(6.45) |
Абсолютная скорость движения воздуха
(6.46) |
Относительная скорость движения воздуха
(6.47) |
Скорость распространения звука
(6.48) |
Число М на среднем диаметре не должно превышать 1,2
(6.49) |
По полученным данным строим план скоростей 1 ступени КВД (рис. 1).
Термодинамические параметры воздуха на входе в компрессор:
(6.50) |
(6.51) |
(6.52) |
Площадь проточной части на входе в компрессор:
(6.53) |
Параметры рабочего колеса. Диаметр рабочего колеса:
(6.54) |
Диаметр втулки:
(6.55) |
Средний диаметр рабочего колеса:
(6.56) |
Высота лопатки:
(6.57) |
Удлинение лопатки и густота лопаточной решётки.
На основании опытных данных для первой ступени компрессора удлинение лопатки и густота лопаточной решётки.
Хорда лопатки:
(6.58) |
Шаг лопаток на рабочем колесе:
(6.59) |
Ширина первой ступени:
(6.60) |
Число лопаток рабочего колеса первой ступени:
(6.61) |
Принимаем .
Частота вращения ротора:
(6.62) |
Степень повышения давления в ступени:
Принимаем адиабатический КПД ступени .
(6.63) |
Параметры заторможенного потока на выходе из ступени:
(6.64) |
(6.65) |
Аналогично, задаваясь законом изменения осевой скорости воздуха на входе в ступень и учитывая наружный диаметр постоянный, определяем параметры остальных ступеней компрессора низкого давления.