ІІ. ТЕРМОГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОЕКТИРУЕМОГО ТРДД

КОМПРЕССОР НАРУЖНЕГО КОНТУРА (ВЕНТИЛЯТОР)

 

1. Расход через наружный контур:

 

2. Степень повышения давления в вентиляторе (задана):

 

 

3. КПД вентиляторных ступеней; из таблицы І по величине
 определяем тип ступени вентилятора – сверхзвуковая, принимаем  , тогда в соответствии с рис.1  величина

4. Давление за вентилятором:

 

 

5. Работа сжатия воздуха в вентиляторе:

 

 

где

6. Температура воздуха на выходе из вентилятора:

 

КОМПРЕССОР НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

 

7. Расход воздуха через внутренний контур:

 

8. Степень повышения давления в контуре (задана):

 

 

9. КПД компрессора НД (задан):

 

 

10. Работа сжатия воздуха в компрессоре НД:

 

 

11. Температура воздуха на выходе из компрессора НД:

 

 

12. Давление воздуха на выходе из компрессора НД:

 

КОМПРЕССОР ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

 

13. Давление на входе в компрессор ВД:

 

 

14. Температура на входе в компрессор ВД:

 

=

 

15. Степень повышения давления в компрессоре ВД (задана):

 

 

16. КПД компрессора ВД (задана):

 

 

17. Работа сжатия воздуха в компрессоре ВД:

 

 

18. Температура воздуха на выходе из компрессора ВД:

 

 

19. Давление на выходе из компрессора ВД:

 

 

КАМЕРА СГОРАНИЯ

 

20. Температура газа перед турбиной (задана):

 

 

21. Коэффициент полноты сгорания (задан):

 

 

22. Величина относительного расхода топлива:

 

 

где величина q_mo=0,023 определена по рис.2 (1) в зависимости от  и

G_m – расход топлива

23. Величина коэффициента избытка воздуха:

 

 

где L₀=14,78кг воздуха/кг топлива

24. Расход воздуха через камеру сгорания:

 

 

где относительный расход воздуха на охлаждении деталей турбины ВД  определён по рис.3 (1) в зависимости от

 

25. Расход топлива:

 

 

26. оэффициент восстановления полного давления в КС (задан):

 

 

ТУРБИНА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

 

27. Давление на выходе из КС:

 

 

28. Расход газа через турбину ВД:

 

 

29. Работа, совершаемая газом в турбине ВД:

 

 

30. Температура газа за турбиной ВД:

 

 

где

 

31. КПД турбины ВД (задан):

 

 

32. Степень понижения давления в турбине ВД:

 

 

33. Давление газа на выходе из турбины ВД:

 

 

ТУРБИНА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

 

34. Расход газа через турбину НД:

 

 

35. Работа газа, совершаемая в турбине НД:

 

 

36. КПД турбины НД (задан):

 

 

37. Степень понижения давления в турбине НД:

 

 

38. Давление за турбиной :

 

 

39. Температура газа за турбиной НД:

 

 

КАМЕРА СМЕШЕНИЯ

 

40. Температура газа в конце камеры смешения:

 

 

41. Давление газа в конце камеры смешения:

 

 

РЕАКТИВНОЕ СОПЛО

 

42. Расход газа через сопло:

 

 

43. Степень понижения давления в реактивном сопле:

 

 

44. Скорость истечения газа из сопла:

 

 

 

45. Приведённая скорость на выходе из сопла:

 

 

46. Эффективная площадь выходного сечения сопла:

 

 

 по формуле ГДФ для к=1,4 определяем q

 

 

 

1.9 УДЕЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДВИГАТЕЛЯ И ЧАСОВОЙ РАСХОД ТОПЛИВА

 

47. Величина удельной тяги:

 

 

48. Удельный расход топлива:

 

 

49. Часовой расход топлива

 

 

В результате выполнения термогазодинамического расчета основные узлы ТРДД – лопаточные машины – характеризуются следующими параметрами:

Вентилятор:

 

=266,26

Компрессор НД:

 

 

Компрессор ВД:

 

 

Турбина ВД:

 

=3,34

 

Турбина НД:

 

=247,54кДж/кг =2,96

 

 

 РАСЧЕТ ДИАМЕТРАЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ

 

50. Выбираем величину осевой скорости с_1а на входе в компрессор ВД, принимаем с_1а=210м/с.

51. Приведённая абсолютная скорость на входе в компрессор ВД:

 

 

так как в проектируемом ТРДД имеется входной направляющий аппарат для расчета принимаем ^◦,значение коэффициента неравномерности потока к_с=0,98.

52. Необходимая кольцевая площадь на входе в компрессор ВД:

 

 

 по формуле ГДФ для к=1,4 определён q

 

 

53. Выбираем величину скорости с₃ на выходе из компрессора:

принимаем с₃=150м/с

 

54. Приведённая абсолютная скорость на выходе из компрессора:

 

 

по формуле ГДФ определяем q(λ_с3) для к=1,4

 

 

55. Кольцевая площадь на выходе из компрессора ВД:

 

 

56. Выбираем относительный диаметр втулки на выходе из компрессора ВД:

принимаем d₃=0,88

57. По прототипу определяем форму проточной части (D_ср =const), относительный диаметр втулки на входе:

 

где

 

58. Наружный диаметр входного сечения компрессора ВД:

 

 

59.  Внутренний диаметр входного сечения компрессора ВД:

 

 

60. Высота лопатки на входе в компрессор ВД:

 

 

61. Наружный диаметр на выходе из компрессора:

 

 

62.  Внутренний диаметр компрессора ВД в выходном сечении:

 

 

63. Высота лопатки на выходе из компрессора:

 

 

 

64. Средний диаметр компрессора НД:

 

5728м

5735м

572м

 

65. Определение окружной скорости U_1к на наружнем диаметре первой ступени компрессора ВД и частоты его вращения. Величину U_1к принимаем в зависимости от типа компрессора – ступень сверхзвуковая: U_1к=420м/с

 

 

66. Проверка оптимального значения коэффициента расхода:

 

значение с_{1а ср} находится в пределах оптимальных значений.

67. Определение предварительного значения числа ступеней компрессора. Принимаем средний коэффициент затраченного напора для сверхзвуковой ступени компрессора ВД:

 

 

Потребное число ступеней: