книги / Теория, расчёт и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок.-1
.pdfГк*= С + — = 288+ 270,9- ° =552 К. |
||
' |
“ ср |
1025 |
Так как Г*ср находится в том же диапазоне температур, по
которому определялись ср и к , то пересчет LKне производим.
Рх = P L K = 0,96 • 10s • 8= 7,6S• 105 Па;
Т * = К - —•2 = 552- I202 = 545 К;
2с„ |
2-1025 |
|
Гт•L1Р\ К-1 |
= 7,68 -10: |
Г 545 Г3.6 |
Рк=Рк |
= 7,46-105 Па; |
|
|
|
\ 5 5 2 J |
= р к |
^ 7,46-103 = АЛ1 кг/м3. |
|
Pl1 ~ RT' ~ 287 -545 |
||
Сечение г-г на выходе из камеры сгорания. |
||
Т* =Т*опт=1300 К . По рис. |
3 приложения 1 определяем |
|
а = 3,2 для Т* =1300 К |
и Т* = 552 К . По табл. 2, 1 приложения |
|
2 или рис. 6, 7 приложения 1 определяем ср г =1150 и кГ=1,332
для а = 3,2 и Г* |
т:+т: |
552 + 1300 |
= 926 К . |
||
= ^ |
~ ^ = |
|
|||
|
9т |
н л |
- с р,(т ;-т :) |
||
|
1150(1350-552) |
= 0,0214 кг/кг; |
|||
43-106-0,98-1150(1350-583) |
|||||
|
|||||
р* = Ру кс = 7,68 -105 • 0,95 = 7,3 -105 Па; |
|||||
т - т* ———= 13оо— |
= 1280 К, |
||||
г |
г |
2с_ |
2-1225 |
||
|
|
Р*г |
|
|
|
41
|
т* |
|
|
|
\ |
|
т* |
|
|
|
|
||
—1т |
2-(р |
Кр"“1 |
||||
•*с.ср |
2 |
|||||
|
|
|
( |
|
|
\ |
1066 |
2-0.972 |
1 |
^ |
= 1010К, |
||
|
|
|
|
1 |
1,316-1 |
, J |
|
|
|
|
|
1,84 1-316 |
|
где кг = 1,316 в первом приближении принято из сечения т-т.
Т'с = Т* =1066 К;
р" = р*а‘ = 2,95 • 105 • 0,98 = 2,9 • 105 Па;
с2 |
|
5772 |
Тс = Т* — — |
= 1066— — — = 927 К, |
|
с с 2срг |
2 -1195 |
|
где с =1195 Дж/(кг • К) определено для температуры Г*ср;
рс 1,6-105 , з рг - ■ — - —--------= 0,59 кг/м .
сRrTc 293-927
Вычисленные значения параметров сводим в табл. 3.2.
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.2 |
||
Величина |
Обозначение, |
|
Сечение по тракту |
|
||||
размерность |
вх-вх |
к-к |
г-г т-т |
с-с |
||||
|
|
|||||||
Полная температура |
Г , К |
288 |
552 |
1300 |
1066 |
1066 |
||
Статическая |
темпе |
т, к |
270 |
545 |
1280 |
1008 |
927 |
|
ратура |
|
|
|
|
|
|
|
|
Полное давление |
р*, Па-105 |
0,96 |
7,68 |
7,3 |
2,95 |
2,9 |
||
Статическое |
давле |
р , Па -105 |
0,76 |
7,46 |
6,88 |
2,59 |
1,6 |
|
ние |
|
|
|
|
|
|
0,59 |
|
Плотность |
|
р, кг/м3 |
0,98 |
4,77 |
1,84 |
0,88 |
||
44
|
|
|
|
Окончание табл. 3.2 |
|||
Величина |
Обозначение, |
Сечение по тракту |
|
||||
размерность вх-вх |
к-к |
г-г т-т |
с-с |
||||
Скорость |
|||||||
с, |
м/с |
190 |
120 |
220 373,4; |
577 |
||
Наружный диаметр |
Д м |
0,8 |
0,8 |
0,853 0,877 0,422 |
|||
Внутренний диаметр |
|
|
•0,4 |
0,696 0,707 0,690 |
— |
||
Средний диаметр |
|
|
0,5 |
0,748 0,780 0,780 |
— |
||
Высота лопатки |
h, м |
0,2 |
0,052 0,073 0,090 |
— |
|||
Данные табл. 3.2 будут использоваться в качестве исход |
|||||||
ных параметров для расчета узлов двигателя. |
|
|
|||||
3.3. Определение основных данных двигателя |
|
||||||
Для расчета основных данных двигателя нужно опре |
|||||||
делить: |
|
|
|
|
|
|
|
• удельную тягу (Н-с/кг) но формуле (2.34) при Vp =0 |
|
||||||
^уд —0 |
|
Jyj- (Рс ~ Ри)э |
|
|
|||
где |
|
|
|
|
|
|
|
м » |
1 + 9т |
- |
1 + 0’° — |
=0,003; |
|
||
Рс.кр^с.кр |
0,59-577 |
|
|
|
|||
Луд = (1 + 0,0208)577 + 0,003(1,6 -1,013)105 = 765 Н • с/кг;
|
М = R |
54 000 = 70,6 кг/с; |
|
|
*у. |
765 |
|
M r =MB(\ + qr)~ 70,6(1 + 0,0208) = 72кг/с ; |
|||
= Л |
= 0,0208 3600-0,96 = |
к |
|
" |
|
765 |
|
45
Сечение к-к. |
|
|
|
|
F |
|
а--. |
70,6 |
|
|
120-4,77 = 0,123 м2. |
|||
|
|
скРк |
||
Принимаем DK= £>DX= 0,8 м, тогда |
|
|||
, |
м |
4А |
I, 4-0,123 |
ло„ |
d K= J l — = 5 -= ,)1 ---:Л , 9 |
= 0,87; |
|||
|
|
тгД |
3,14-0,8 |
|
|
|
|
1-0,87 0,8 = 0,052 м; |
|
|
|
|
2 |
|
tt.„.. = |
|
|
= 1 + 0,87 0,8 = 0,748 м; |
|
ср.к |
|
|
|
|
Двтк = А - 2hK= 0,8 - 2 • 0,052 = 0,696 м.
Проверяем отношение ^ /^ = 0 ,2 /0 ,0 5 2 = 3,8, что несколь ко больше рекомендованного диапазона.
Сечение г-г.
F = M ' |
72 |
= 0,178 м2. |
|
ргсг |
1,84-220 |
Принимаем Дср г = 1,05Дср к = 1,05 • 0,748 = 0,785 м, тогда
0,178
= 0,073 м.
3,14-0,785
Проверяем Dcps/hr =0,785/0,073 = 10,8, что укладывается в рекомендованный диапазон.
Дг = Дср, +hr =0,785 + 0,073 = 0,858 м;
Ап,- = А Р, " К = 0,785 - 0,073 = 0,712 м.
Сечение т-т.
72
= 0,219 м2.
ртст 0,88-373,4
47
Принимаем Ц.рт = Ap.r - 0,785 м, тогда
- |
KD L - F , |
3.14 0,78S2- 0,219 _ n o . |
||
' ~ F T+ nD l, |
0,219 + 3,14-0,7852 |
” |
||
|
------- —r |
0,219 |
= 0,088 M. |
|
Аг = ( 1 - ( 7 т ) |
= (1 - 0 , 8 ) 3,14(1 —0,82) |
|||
|
||||
|
я (1 -< 7 т ) |
|
|
|
Проверяем |
hr/hr =0,088/0,073 = 1,2, что |
укладывается |
||
в рекомендованный диапазон. |
|
|||
Дт, = Ар.т" |
= 0,785 - 0,088 = 0,697 м; |
|||
А |
= А р.т + ^ |
= 0,785 + 0,088 = 0,873 м. |
||
Сечение с-с.
„ |
Мг |
72 |
Л 1 . 2 |
|
К = — - = — — —= 0,14м , |
||||
|
рссс |
0,88-577 |
|
|
_ |
4Fc |
4-0,14 |
= 0,422 м. |
|
" |
* я |
V ЗД4 |
||
|
||||
Результаты вычислений геометрических размеров харак терных сечений занести в табл. 3.2.
3.5. Определение частоты вращения ротора
Принимаем ик1 = 370 м/с, тогда
|
|
Дг.ср _ |
0,785 |
|
Мт1ср ~ик\ |
= 370—^——= 360,7 м/с; |
|
|
Двх |
0,8 |
|
|
0,1^|СД |
ОД-360,72-0,066 |
|
ср |
д г.ср |
|
= 1200даН/см . |
|
|
0,785 |
|
Напряжение растяжения о ср ниже предельно допустимого значения.
48
Принимаем число ступеней турбины Z = 1, тогда
|
2L.т |
_ |
2-279,2-103 |
с1иэ = II |
|
|
= 783 м/с; |
к |
] |
0,91 |
|
/ = |
^ |
L |
M Z =0,459. |
|
|
с 1из |
783 |
Параметр у* лежит в рекомендованных пределах.
«т.ср |
360 |
= 147 1/с = 8820 об/мин |
п =-----—----------- |
||
л Д рг |
3,14-0,785 |
|
4.ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРД
СФОРСАЖНОЙ КАМЕРОЙ (ТРДФ)
4.1.Предварительный расчет ТРДФ
Вданном разделе рассматриваются лишь особенности рас чета ТРДФ (рис. 4.1) по сравнению с ТРД. Для расчета должны
быть заданы R ^,H p и Мр.
В случае, когда предполагается длительная работа двигате ля на форсированном режиме (например для полета на сверх звуковой скорости), предварительными расчетами должны быть
определены в качестве исходных параметров Т*уя* и |
. |
Сложность задачи состоит в том, что исходные параметры должны быть оптимальными для работы двигателя как при
49
