Министерство
образования и науки Российской Федерации
Пермский
государственный технический университет
Аэрокосмический
факультет
Кафедра
авиационных двигателей
Курсовая работа
Расчет и анализ
идеального цикла газотурбинных двигателей
Выполнил: Борисов Е.А.
Группа Ад-08-2
Проверил: Ошевалов М.А.
2010
г. Пермь
Задание на курсовую
работу
Исходные данные:
Ø Цикл:
,
Ø Высота
полета:
Ø Скорость
полета:
Ø Состав
топлива:
Ø Температура
перед турбиной:
Ø Дополнительное
задание:
Рассчитать
энергетические характеристики цикла с политропным сжатием в
диффузоре. Изобразить цикл на тепловой диаграмме. Объяснить причину изменения
термического КПД цикла.
Высота
|
Температура
|
Бар. давление
|
Плотность
|
Скорость звука
|
|
|
|
|
|
1. Определение
параметров рабочего тела
теплоемкость
газовый адиабата энтропия
Расчеты
по определению параметров рабочего тела проводят методом последовательных
приближений, так как для расчета коэффициента избытка воздуха a
нужно
знать значение pс,
а также значение показателя адиабаты k,
зависящее от состава продуктов сгорания, т.е. опять же от значения a.
В
первом приближении задаемся показателем адиабаты k
и
теплоемкостью ср, близкими к соответствующим значениям для воздуха.
Зададимся:
Определим
теоретически необходимое количество воздуха L0, низшую теплоту
сгорания топлива Hu
,
где
C, H,
O – содержание соответственно
углерода, водорода и кислорода в массовых долях
,
где
C, H,
O – содержание соответственно углерода,
водорода и кислорода, %
Определим
степень повышения давления
,
где
– скорость
полета,
Определим
коэффициент избытка воздуха
Определим
массовый состав продуктов сгорания
Рассчитаем
значения теплоемкостей, показателя адиабаты и газовой постоянной при
температурах и и находим
среднюю
При
температуре
для
CО2
для
H2O
для
N2
для
О2
При
температуре
для
CО2
для
H2O
для
N2
для
О2
Определяем
удельные газовые постоянные для компонентов рабочего тела
Определяем
удельную газовую постоянную рабочего тела
Оценим
погрешность определения показателя адиабаты
Найденное
значение показателя адиабаты отличается от заданного менее чем на 2%.
2. Определение
параметров состояния в характерных точках цикла. Изменение в процессах
внутренней энергии, энтальпии и энтропии
Параметры
состояния рабочего тела в начальной точке цикла выбираются в зависимости от
высоты полета h.
Давление
после компрессора определяем по заданному или рассчитанному ранее значению степени
повышения давления pс.
Удельный
объем газа по найденным значениям давлений и температур находим из уравнения
состояния.
Параметры
в точке 0
Параметры
в точке
2
Параметры
точки 3
Параметры
точки 5
Изменение
внутренней энергии, энтальпии и энтропии в процессах
Процесс
0-2
Процесс
2-3
Процесс
3-5
Процесс
5-0
Найдем
начальное значение энтропии
(при
нормальных условиях
3.
Определение цикловой работы и термического коэффициента
полезного действия
Определим
количество подведенной теплоты
Определим
цикловую работу
Определим
термический КПД
4. Изображение
цикла на рабочей и тепловой диаграмме
5. Дополнительное
задание
Рассчитать
энергетические характеристики цикла с политропным сжатием в
диффузоре. Изобразить цикл на тепловой диаграмме. Объяснить причину изменения
термического КПД цикла.
Для определения
изменения КПД цикла необходимо пересчитать значения температур во всех точках
цикла с учетом политропного сжатия в диффузоре. При этом принимаем рассчитанные
ранее значения степени сжатия в диффузоре и компрессоре.
Найдем теплоемкость в
политропном процессе
Определим подведенную и
отведенную теплоту в цикле и КПД
Для того чтобы
построить диаграмму
найдем
Термический КПД цикла
уменьшился, т.к. сузился диапазон средних температур подвода и отвода теплоты. Средняя
температура подвода теплоты возросла, а средняя температура отвода упала.
Заключение
Был проведен расчет и
анализ идеального цикла газотурбинного двигателя, результаты приведены в
таблицах, построены тепловые диаграммы P-v
и T-s
и проведен расчет энергетических характеристик цикла с политропным сжатием в
диффузоре.
Параметры рабочего тела
в точках цикла
|
|
|
|
0 |
26500 |
223,2 |
2,399 |
2 |
1695930 |
671,1 |
0,11 |
3 |
1695930 |
1280 |
0,21 |
5 |
26500 |
425,7 |
4,575 |
Энергетические
характеристики процессов цикла
|
|
|
|
0-2 |
351567,468 |
479139,6 |
0 |
2-3 |
477916,27 |
651336,188 |
690,69 |
3-5 |
-670537,449 |
-913853,18 |
0 |
5-0 |
-158946,29 |
-216622,6 |
-690,69 |
Список использованной
литературы
1.
Мухачев
Г.Н. термодинамика и теплопередача / Г.Н. Мухачев, В.К. Щукин. – М.: Высш. Шк.,
1991. – 480 с.
Другие работы по теме:
Термодинамика теплофизических свойств воды и водяного пара
Условие и содержание задания Идеальный газ (μ – 18,0 г/моль, к = 1,33) при V1; P1; T1 изохорно нагревается до T2, а затем изотермически до Р3. После изобарного и изоэнтропного сжатия рабочее тело возвращается в начальное состояние.
Термодинамический расчет газового цикла
Расчет термодинамического газового цикла. Определение массовых изобарной и изохорной теплоёмкостей. Процессы газового цикла. Изохорный процесс. Уравнение изохоры - v = const. Политропный процесс. Анализ эффективности цикла. Определение работы цикла.
Термодинамический анализ цикла газовой машины
Газовый цикл и его четыре процесса, определяемые по показателю политропы. Параметры для основных точек цикла, расчет промежуточных точек. Расчет постоянной теплоемкости газа. Процесс политропный, изохорный, адиабатный, изохорный. Молярная масса газа.
Примерные экзаменационные билеты по физике (11 класс)
Примерные экзаменационные билеты по физике Билет №1 Механическое движение. Относительность движения. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Мгновенная скорость. Ускорение. Равномерное и равноускоренное движение.
Тепловой расчет двигателя
Введение Специалист по энергообеспечению предприятий АПК в своей практической деятельности нуждается в знаниях теоретических основ конструкции и проблем в эксплуатации поршневых двигателей внутреннего сгорания, насосов, вентиляторов, компрессоров. В технологических процессах сельскохозяйственного производства наиболее распространённым силовым агрегатом или тепловой машиной является поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС).
Анализ цикла паротурбинной установки
Способы повышения тепловой эффективности паросиловых установок. Основные характеристики паротурбинной установки. Построение диаграммы тепловых и эксергетических потоков в установке. Расчёт параметров точек идеального и действительного циклов ПТУ.
Сравнительный анализ циклов газотурбинной установки
Нахождение параметров для основных точек цикла газотурбинной установки, который состоит из четырех процессов, определяемых по показателю политропы. Определение работы газа за цикл и среднециклового давления. Построение в масштабе цикла в координатах.
Примерные экзаменационные билеты по физике 11 класс
Примерные экзаменационные билеты по физике Билет №1 Механическое движение. Относительность движения. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Мгновенная скорость. Ускорение. Равномерное и равноускоренное движение.
Расчет цикла паротурбинных установок
Порядок определения термического коэффициента полезного действия циклов, исследуемой установки брутто. Вычисление удельного расхода тепла, коэффициента практического использования. Относительное увеличение КПД от применения промперегрева и регенерации.
Циклы двигателя внутреннего сгорания
адача № 1 Циклы двигателя внутреннего сгорания Термодинамический цикл поршневого ДВС представляет собой повторяющуюся замкнутую последовательность обратимых термодинамических процессов, каждый из которых приближенно отображает известные из опыта особенности реальных процессов происходящих в реальном двигателе.
Ремонт сх техники
Анализ ресурсов и оценка качества ремонта сельскохозяйственной техники” В результате сбора информации по межремонтным ресурсам двигателей Д-240 было установлено, что из 12 обследованных, отказавших оказалось 8, а приостановленных 4.
Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания
Характеристика дизельного топлива двигателей внутреннего сгорания. Расчет стехиометрического количества воздуха на 1 кг топлива, объемных долей продуктов сгорания и параметров газообмена. Построение индикаторной диаграммы, политропы сжатия и расширения.
по Термодинамике
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ УТИЛИЗАЦИОННОГО ПАРОГЕНЕРАТОРА (УПГ), РАСЧЕТ ЦИКЛА И ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПАРОТУРБИННОГО БЛОКА В СОСТАВЕ КОГЕНЕРАЦИОННОЙ ЭНЕРГОУСТАНОВКИ
Двигатель ТВ2-117 и его модификации
Самарский Государственный Аэрокосмический Университет имени С.П. Королёва. Национально исследовательский институт. Реферат по учебной дисциплине
Процесс работы газотурбинного двигателя
Проектирование рабочего процесса газотурбинных двигателей и особенности газодинамического расчета узлов: компрессора и турбины. Элементы термогазодинамического расчета двухвального термореактивного двигателя. Компрессоры высокого и низкого давления.
Процесс работы газотурбинного двигателя
РЕФЕРАТ Пояснительная записка 23с.; 2рисунка;2 источника; 2 приложения. ТРДД, ТЕРМОГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ, ВЕНТИЛЯТОР, КОМПРЕССОР, КАМЕРА СМЕШЕНИЯ, ТУРБИНА, КАМЕРА СГОРАНИЯ, РЕАКТИВНОЕ СОПЛО.
Тепловой расчет двигателя
Расчет параметров состояния рабочего тела, соответствующих характерным точкам цикла. Расчет индикаторных и эффективных показателей двигателя, диаметра цилиндра, хода поршня, построение индикаторной диаграммы. Тепловой расчёт для карбюраторного двигателя.
Экзамен 8 семестр Всего 150 часов Тверь 2006
«Рабочие процессы, конструкция и основы расчета тепловых двигателей и энергетических установок» для студентов специальности 230100 Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт)
Ремонт с/х техники
Анализ ресурсов и оценка качества ремонта сельскохозяйственной техники.
Лабараторная работа №8
Цель работы: Получение навыков реализации циклических алгоритмов с неизвестным числом повторений цикла, операторов цикла с предусловием и постусловием и итерационных циклических алгоритмов.