книги / Теория, расчёт и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок.-1
.pdfКоэффициент избытка воздуха в камере смешения
асм := ----------- |
|
|
|
|
асм = 14.87 |
|
qTCM-Lo |
|
|
|
|
||
Срг := 1075 |
для |
TlcpO := |
Т10+ ТсмО |
TlcpO = 640.924 |
||
---------------- |
2 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
и асм |
= 14.87 |
|
|
|
|
|
Ср := 1025 |
, |
„ |
|
ч |
^ Л Т20 + ТсмО |
|
(воздух 2-го контура) для |
Т2ср0 := ---------------- |
|||||
|
|
|
|
|
|
2 |
Т2ср0 = 415 |
|
|
|
|
|
|
Л |
Ср + Срг |
|
Л |
Л |
з |
|
Срсм := ------------- |
|
2 |
|
Срсм = 1.05 х 10 |
||
|
|
|
|
|
|
|
Полная температура газов на выходе из камеры смешения определяется из уравнения энергии потоков наружного и внутреннего контуров до и после смешения:
Ср-Т20ш+ Срг-(1 + дтН-ТЮ
ТсмО := |
ТсмО = 456 |
|
Срсм-(1 + дтсм)-(т + 1) |
Срг := 1075 |
Ср := 1025 - корректировка не требуется |
Полное давление газов на выходе из камеры смешения
ч |
Т20 |
В = 2.414 |
В := 0.985-(m+ 1)- |
----- |
|
|
л/ Т 10 |
|
Р10:= 0.99-РтО |
|
Р10= 1.593 х 105 |
РвО := РвЮ |
|
|
Р20 := Рв0-ст2 |
|
Р20= 1.806 х 105 |
181
ЗадаемXI := 0.35 |
при |
кг:= 1.33 |
||||
тг1 := 0.9319 |
(см. табл. 6 |
прилож. 2), или при кг := 1.332 |
||||
для |
|
ТтвдО + ТтО |
ТтсрО = 922.058 |
|||
ТтсрО := |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
кг |
|
|
|
|
|
К Г -1 |
|
|
7г1 := |
|
кг+ 1 |
|
|
тс1 = 0.932 |
|
|
|
|
|
|
||
Из условия: Р20л(Х2) = Р10я(Х1) |
||||||
|
Р20 |
|
,2 |
= 0.822 |
||
|
|
|
|
|
|
|
при |
к := 1.4 |
Х2 := 0.572 (см. табл. 5 прилож. 2), или |
||||
|
Т |
к-1 |
|
|
|
|
Х2 := |
^1-712 к |
) к |
+ |
1 |
XL = 0.572 |
|
|
|
|
к |
- |
1 |
|
|
|
XI В+ 1 |
|
|
|
|
РсмО := |
XL |
|
|
|
РсмО = 1.713 х 10 |
|
В |
1 |
|
|
|||
|
XI |
|
|
|
||
|
А2 Р20 |
Р10 |
|
|
|
|
Сечение с-с на выходе из реактивного сопла Критический перепад давлений
кг := 1.382 |
ДЛЯ ТсмО = 456.482 |
и оссм = 14.87 |
|
кг |
|
кг+ |
1 кг-1 |
|
л с к р : = |
7 ю к р |
= 1.882 |
|
182
РсмО
= 1.691
Рн
Перепад докритический, применим сужающееся PC, которое будет работать при полном расширении
Рс := Рн |
|
|
|
|
|
|
РсмО |
|
яе = 1.691 |
|
|
|
|
т о := |
|
|
|
|
|
|
Рс |
|
|
|
|
|
|
Скорость истечения газа из РС |
|
|
|
|
||
|
|
ТсмО- |
, |
2 ( |
1 |
^ |
|
|
2 -фс • |
1 ------------ |
|
||
|
|
|
|
|
кг-1 |
|
|
|
|
|
V |
кг |
) |
кг:= 1.382 |
для |
Тсср := |
|
яс |
||
|
2 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Тсср = 427.143 |
и схем = 14.87 |
|
|
|
|
|
I |
КГ |
|
|
Сс = 383.448 |
|
|
Сс := фс- 2---------- Rr-ТсмО |
|
|
||||
у] |
к г + 1 |
|
|
|
|
|
Полная температура газа |
|
|
|
|
||
ТсО := ТсмО |
|
ТсО = 456.482 |
|
|
|
|
Полное давление газа |
|
|
|
|
||
РсО := РсмО-ас |
РсО = 1.696 х 105 |
|
|
|||
Статическая температура газа |
|
|
|
|
||
Срг := 1035 |
ДЛЯ |
ТсО = 456.482 |
И |
асм = 14.87 |
|
|
|
Сс2 |
|
|
|
|
|
Тс := ТсО---------- Тс = 385 |
|
|
|
|
||
2-Срг
183
Статическое давление газа
Рс := Рн |
Рс = |
1.013 х Ю5 |
Плотность газа |
|
|
Рс |
рс = |
0.9 |
рс := -------- |
||
Rr Тс |
|
|
Определение основных данных двигателей
Удельная тяга двигателя
1 + С1ТСМ
Яуд := (1 + цтсм) Сс - |
Vp + -------------(Рс - Рн) |
|
|
Н с |
рс-Сс |
|
|
|
Куд = 385.202 ----- |
|
|
|
кг |
|
Потребный расход воздуха: |
||
а) через двигатель |
|
|
Мв := — |
|
Мв = 280.372 |
Rya |
|
|
б) через внутренний контур |
||
Мв1 := — !— |
Мв |
Мв1 =75.776 |
ш+ 1 |
|
|
в) через наружный контур |
||
Мв2 := — |
-Мв |
Мв2 = 204.596 |
ш+ 1 |
|
|
Расход газов через внутренний контур |
||
Мг := Мв1-(1 + q T ) |
Mr = 77.186 |
|
Удельный расход топлива
Мощность вентилятора для случая РвО= РвЮ
N B := M B-LB-10 3 N B = 1.846 х Ю4 кВт
Мощность турбины высокого давления
Ытвд := М г-Ьтвд 10 |
Л |
Итвд= 3.422 х 10ч кВт |
Мощность турбины вентилятора
NTB := М г-LTB- 10 3 NTB = 2.06 х Ю4 кВт
Эффективный КПД
R-УД + Ур |
Ссэкв = 378.168 |
м |
Ссэкв := |
— |
|
1+ qT |
|
с |
’2 |
- Ур2 + т-(ссэкв2 - Ур2) |
|
qe := (1 + ЦТ)*СсЭ1СВ |
де = 0.332 |
|
|
2-qT-Hu |
|
Предварительная оценка диаметральныхразмеров характерных сечений двигателя
Сечение вх-вх на входе в вентилятор
Площадь сечения
FBX:= |
Мв |
------------ FBX= 1.303 |
Свхрвх
Наружный диаметр канала
Задаем - ёвхотн := 0.35
4-FBX
D B X := |
DBX= 1.375 |
7C-(l - |
dBXOTH2) |
185
Диаметр втулки рабочего колеса
DBTBX:= CIBXOTH-DBX |
DBTBX= 0.4813 |
|||
Средний диаметр сечения |
|
|
||
_ |
|
1 + с1вхотн Л |
_ |
„„„ |
DcpBX:= |
--------------- DBX |
DcpBX = 0.928 |
||
|
|
2 |
|
|
Высота лопатки вентилятора |
|
|
||
, |
1-dBxoTii |
, |
Л .._ |
|
hex := |
--------------- |
DBX |
пвх = 0.447 |
|
|
|
2 |
|
|
Сечение В1-В1 на входе в КВД (внутренний контур)
Площадь сечения
Мв1 |
|
FB1 = 0.263 |
FBI := ------------ |
|
|
Св1-рв1 |
|
|
Наружный диаметр |
|
|
Задаем - d e l отн := 0.6 |
|
|
4*FB1 |
г |
D el = 0.723 |
DB I := ---------------- |
||
7t-(l - deloT H |
/ |
|
Диаметр втулки рабочего колеса 1 ступени КВД
D B TB I := deloTH-DBl |
DBTBI = 0.434 |
Средний диаметр рабочего колеса 1 ступени КВД
Л1 + бв1отн _ ,
Dcpel := ---------------- |
DBI |
Dcpel = 0.58 |
186
Высота лопатки 1 ступени КВД
, „ |
1 - ёв1отн Л „ |
Ьв1 - 0.145 |
Ьв1 := |
----------------- D B I |
2
Сечение к-к на выходе из КВД
Площадь сечения
FK := |
Мв1 |
FK = 0.0706 |
Ск-рк
Выбираем схему с постоянным наружным диаметром ОК
DK :=DB1 |
DK = 0.723 |
Относительный диаметр втулки
(Зкотн := 1 - 4-FK |
<1котн = 0.91 |
я -DK2 |
|
Высота лопатки последней ступени КВД (1 - dKOTH)*DK
Ьк := |
Ьк = 0.033 |
Средний диаметр раб. колеса последней ступени КВД
1 + dKOTH _
Dxcp := ---------------- DK Dxcp = 0.691
Диаметр втулки рабочего колеса последней ступени КВД
DKBT:= DK - |
2 Ьк |
D K B T = 0.658 |
Ьв1 |
|
Ьв1 . _ _ Л |
— = 4.5 |
- удовлетворяет условию: — = 4,5...5,0 |
|
Ьк |
|
Ьк |
187
Сечение г-г на выходе из камеры сгорания
Площадь сечения
„ |
Мг |
Fr = 0.088 |
Fr := ------- |
||
рг-Сг
Средний диаметр
Drcp := 1.05-D K C P Drcp = 0.726
Высота лопатки СА 1 ступени ТВД
к |
Fr |
hr = 0.039 |
hr := |
|
7i-Drcp
Для увеличения высоты лопатки принимаем Сг := 160
(вместо 180 м/с), так как статические параметры изменяются незначительно, их пересчет не производим
„ |
Mr |
Fr = 0.099 |
Fr := ------- |
||
pr*Cr
Средний диаметр
Drcp := 1.05*DKCP Drcp = 0.726
Высота лопатки СА 1 ступени ТВД
u |
Fr |
hr = 0.043 |
hr |
|
Ti-Drcp
Drcp
------ = 16.692 hr
Наружный диаметр
Dr := Drcp + hr |
Dr = 0.769 |
188
Сечение ТВД-ТВД на выходе из ТВД
Площадь сечения
Р г в д := -----—------ |
Ргвд= 0.206 |
С твдртвд |
|
Выбираем схему с постоянным средним диаметром ТВД
Е>твдср := Drcp Е)твдср = 0.726
Относительный диаметр втулки
2
. |
тг Бтвдср - FTBA |
атвдотн = 0.778 |
|
атвдотн := ------------------------- |
|||
|
|
2 |
|
|
Ртвд+ 71-Г)твдср |
|
|
Высота лопатки последней ступени ТВД |
|||
Ьтвд := (1 - ётвдотн)- |
Ртвд |
||
Ьтвд = 0.091 |
|||
|
|
л*( l - ётвдотн2) |
|
Ьтвд |
= 2.084 |
|
Ьтвд |
— - |
- удовлетворяет условию:------= 1,2...2,5 |
||
hr |
|
|
Ьг |
Диаметр втулки |
|
||
Е>твдвт:= Е)твдср - Ьтвд |
Е)твдвт= 0.635 |
||
Наружный диаметр |
|
||
Е>твд := Е>твдср + Ьтвд |
Е>твд =0.816 |
||
Сечение т-т на выходе из турбины вентилятора
Площадь сечения
FT := —~ ~ |
FT =0.412 |
С т р т |
|
189
Выбираем схему с постоянным средним диаметром ТВД
Drop := Drop |
Drop = 0.726 |
||
Относительный диаметр втулки |
|||
ётотн := |
я-Бтср - FT |
dTOTH = 0.601 |
|
FT + Tt-Drcp |
|||
|
|
||
Высота лопатки последней ступени турбины |
|||
Ьт := (1 - |
dTOTH)* |
FT |
|
Ьт = 0.181 |
|||
|
N7t*(l - |
dTOTH2) |
|
Ьт |
|
Ьт . „ _ Л |
|
— = 4.2 |
- удовлетворяет условию: —= 1,2...5,0 |
||
hr |
|
hr |
|
Диаметр втулки |
|
||
D BT := Бтср - Ьт |
D BT = 0.545 |
||
Наружный диаметр |
|
||
Е)т:= 1)тср + Ьт |
D r =0.906 |
||
Сечение В-В на выходе из вентилятора (наружный контур)
Площадь сечения
F B := |
Мв2 |
F B = 0.71 |
Св1*рв1
Наружный диаметр канала наружного контура
D B :=DBX |
|
D B = 1.375 |
|
_ |
2 |
4*FB |
D BB = 0.993 |
D B B := |
|DB |
-------- |
|
7t
При постоянном внутреннем диаметре канала
9 4-FB |
D2BH = 0.993 |
D2BH := | D B'1 -------- |
71
190