- •Выбор параметров и термодинамический расчет авиационных газотурбинных двигателей
- •Содержание
- •Глава 6 55
- •Условные обозначения
- •Введение
- •Глава 1 Выбор параметров рабочего процесса в элементах газовоздушного тракта гтд
- •Входной воздухозаборник
- •Компрессор
- •Камера сгорания
- •Турбина
- •Камера смешения и переходные каналы
- •Выходное сопло
- •Глава 2 Термодинамический расчёт трд
- •Предварительная оценка и выбор основных параметров
- •Расчёт трд по исходным параметрам
- •Расчёт основных параметров двигателя
- •Предварительная оценка диаметральных размеров сечений двигателя
- •Расчёт числа оборотов ротора трд
- •Особенности расчёта двухвального трд
- •Глава 3 Термодинамический расчёт трдф
- •Способы форсирования тяги
- •Предварительная оценка и выбор основных параметров проектируемого трдф
- •Расчёт трдф по исходным параметрам
- •Расчёт основных параметров двигателя
- •Предварительная оценка диаметральных размеров сечений двигателя
- •Глава 4 Термодинамический расчёт твд
- •Особенности расчёта параметров твд
- •Предварительные расчёты твд
- •Расчёт твд по исходным параметрам
- •Оценка основных данных двигателя
- •Глава 5 Термодинамический расчёт дтрд
- •Расчёт дтрд с раздельными нерегулируемыми соплами наружного и внутреннего контуров
- •Предварительные расчёты дтрд
- •Расчёт дтрд по исходным параметрам
- •Внутренний контур
- •Наружный контур
- •Определение основных данных двигателя
- •Предварительная оценка диаметральных размеров характерных сечений двигателя
- •Расчёт дтрд с камерой смешения и общим реактивным соплом
- •Предварительные расчёты дтрд с камерой смешения
- •Расчёт дтрд с камерой смешения по исходным параметрам
- •Определение основных данных двигателя
- •Предварительная оценка диаметральных размеров характерных сечений двигателя
- •Глава 6 Термодинамический расчёт дтрдф
- •Расчёт дтрдф с форсажной камерой в наружном контуре
- •Предварительный расчёт дтрдф
- •Расчёт дтрдф по исходным параметрам
- •Определение основных данных двигателя
- •Расчёт дтрдф с форсажной камерой после смешения потоков контуров
- •Расчёт по исходным параметрам
- •Определение основных данных двигателя
- •Перевод размерностей при разном выборе основных величин
- •Литература
Наружный контур
Сечение 2нар–2нар
Т
емпература
заторможенного потока воздуха за
компрессором наружного контура
(см. указания при расчёте в ТРД).
Полное давление воздуха за компрессором наружного контура
,
где определено выше.
Статическая температура воздуха за компрессором наружного контура
.
Здесь
можно выбирать по
.
Статическое давление воздуха за компрессором наружного контура
.
Удельный вес воздуха за компрессором наружного контура (плотность воздуха)
.
Сечение 4нар–4нар
Т емпература заторможенного потока воздуха на входе в сопло наружного контура (пренебрегая подогревом от внутреннего контура)
.
Полное давление воздуха на входе в сопло наружного контура
С ечение 5нар–5нар
Расчёт параметров потока газа в данном сечении аналогичен расчёту в сечении 5вн–5вн с тем лишь отличием, что вместо параметров с индексами «4вн» принимаются параметры с индексами «4нар».
Определение основных данных двигателя
Удельная тяга двигателя, отнесённая к общему расходу воздуха, при неполном расширении в обоих контурах
При полном расширении в обоих контурах или в одном из контуров последняя формула видоизменится (статическая добавка тяги в соответствующем контуре будет равна нулю).
Удельная тяга двигателя, отнесённая к расходу воздуха через внутренний контур
.
Необходимый расход воздуха:
через двигатель
;
через внутренний контур
;
через наружный контур
.
Расход газов через внутренний контур
.
Удельный расход топлива
.
Эффективная мощность компрессора:
при одновальной схеме двигателя
;
при двухвальной схеме двигателя эффективная мощность компрессора 1–го каскада для случая, когда
,
для случая, когда
;
эффективная мощность второго каскада
.
Эффективная мощность турбины:
при одновальной схеме двигателя
;
при двухвальной схеме мощность первой турбины
,
мощность второй турбины
.
Тяговая мощность двухконтурного двигателя
.
Эффективная мощность ДТРД
.
Эффективный к.п.д. ДТРД
.
Полётный к.п.д.
.
Полный к.п.д.
.
Предварительная оценка диаметральных размеров характерных сечений двигателя
Площадь сечения на входе в двигатель
.
Площадь сечения на входе в компрессор (при двухвальной схеме в компрессор 1–го каскада)
.
Наружный диаметр сечения на входе в компрессор
,
где
.
Внутренний диаметр на входе в компрессор
.
Средний диаметр на входе в компрессор
.
Длина лопатки первой ступени компрессора
.
Внутренний контур
Площадь сечения на входе во внутренний контур
.
Наружный диаметр сечения на входе во внутренний контур
,
где
.
Внутренний диаметр сечения на входе во внутренний контур
.
Средний диаметр сечения на входе во внутренний контур
.
Высота лопатки компрессора по сечению на входе во внутренний контур
.
Расчёт размеров остальных сечений по тракту внутреннего контура ведётся аналогично расчёту ТРД.
Окружная скорость компрессора 2–го каскада на наружном диаметре первой ступени второго каскада принимается в пределах 270÷370 м/с [6].
Наружный контур
Площадь сечения на выходе из компрессора наружного контура
.
Внутренний диаметр канала наружного контура составляет
.
Наружный диаметр канала на входе в наружный контур
.
Высота канала на входе в наружный контур
.
Длина лопатки ступени компрессора перед разделением контуров
.
При двухвальной схеме необходимо обеспечить плавность каналов в сечении перед разделением контуров и каскадов компрессора.
Площадь сечения на входе в сопло наружного контура
,
при этом
и соответственно
.
Определение площади и диаметра выходного сечения сопла наружного контура производится аналогично расчёту сопла внутреннего контура.
Окружная скорость на наружном диаметре входного сечения первого каскада принимается в пределах 390÷420 м/с [6].
