Формирование облика турбовинтового двигателя АИ-24

Выбор КПД компрессора и турбины

Величина изоэнтропического КПД многоступенчатого компрессора по параметрам заторможенного потока зависит от степени повышения давления в компрессоре и КПД его ступеней:

(1.3.1)

где - среднее значение КПД ступеней.

На расчетном режиме среднее значение КПД ступеней в многоступенчатом осевом компрессоре современных ГТД лежит в пределах = 0,88 .0,89 [1]. Принимаем = 0,89.

Рассчитываем КПД для πк* = 7,6:

(1.3.2)

Для определения КПД неохлаждаемой турбины в термогазодинамическом расчете можно использовать соотношение:

(1.3.3)

где h *т неохл - КПД неохлаждаемой турбины.

Потери в элементах проточной части двигателя

Потери в элементах проточной части двигателя задаются значениями коэффициентов восстановления полного давления в этих элементах.

Коэффициент восстановления полного давления для входных устройств:

(1.4.1)

Для самолётных двигателей значение sВХ составляет – 0,95…0,98. Принимаем sВХ = 0,98.

Потери полного давления в камере сгорания вызываются гидравлическим и тепловым сопротивлением. Гидравлическое сопротивление определяется в основном потерями в диффузоре, фронтовом устройстве камеры сгорания, при смешении струи газов, имеющих различные плотности, при повороте потока газов. Рекомендуется выбирать s гидр = 0,93 .0,97, принимаем s гидр = 0,97.

Тепловое сопротивление возникает вследствие подвода тепла к движущемуся газу. Примем величину коэффициента теплового сопротивления sтепл = 0,97. Определяем величину коэффициента потерь полного давления в камере сгорания:

s кс = s гидр. s тепл = 0,97·0,97 = 0,94 (1.4.2)

Потери тепла в камерах сгорания, главным образом, связаны с неполным сгоранием топлива и оцениваются коэффициентом полноты сгорания ηг. Этот коэффициент на расчётном режиме достигает значений 0,985 .0,995. Выбираем η г = 0,99.

При истечении газа из реактивного насадка возникают потери, обусловленные трением потока о стенки канала, а также внутренним трением в газе. Эти потери оцениваются коэффициентом скорости φс.

Принимаем φс = 0,99.

С помощью механического КПД учитывают потери мощности в опорах двигателя, отбор мощности на привод вспомогательных агрегатов, обслуживающих двигатель. Механический КПД находится в интервале ηm = 0,98 .0,995. Принимаем ηm = 0,98.

Необходимо также производить подогрев элементов входного устройства, а иногда и входного направляющего аппарата во избежание обледенения, поскольку попадание в проточную часть двигателя льда может привести к повреждению лопаток. Для всех этих нужд требуется воздух, отбираемый из-за компрессора или какой-либо его ступени. Отбор сжатого воздуха оценивается относительной величиной . Для расчёта принимаем = 0,05.

Из графиков на рисунке 1.1 видно, что увеличение температуры газа перед турбиной Тг* позволяет значительно увеличить удельную мощность двигателя и следовательно, уменьшить габаритные размеры и массу двигателя. Повышение температуры газа перед турбиной улучшает так же экономичность двигателя (рисунок 1.2). Потребное количество охлаждающего воздуха зависит от температуры газа Тг* и способа охлаждения. Увеличение отбора воздуха на охлаждение турбины при повышении Тг* приводит к снижению темпа роста удельной мощности и темпа уменьшения удельного расхода топлива. На рисунке 1.3 показана зависимость свободной работы двигателя Lсв от Tг* и способа воздушного охлаждения, из которой следует, что назначение более высоких Tг* требует более сложных систем охлаждения.

Другое по теме:

Расчет себестоимости приспособления
При расчете себестоимости приспособления необходимо рассчитать объем металла используемого в приспособлении. Стоимость проката стали 30 равна 30000 руб./т. Плотность металла ᵨ=7850 кг/м3 Необходимо рассчитать объем 1000 килограмм ...

Основные показатели цикла
Среднее индикаторное давление расчетного цикла P11= Среднее индикаторное давление с учетом скругления диаграммы P1=P11*φ=1.3*0.92=1.2МПа Среднее эффективное давление P1=ηm*P=0.92*1.2=1.104МПа Индикаторный уделенный расход т ...

Компоновка оборудования и выполнение упрощённой развески тепловоза
Размещение оборудования на локомотиве подчинено ряду требований, главным из которых можно считать минимизация длины экипажной части, малогабаритность и компактность сборочных единиц; удобство монтажа оборудования и доступность его обслужи ...