Расчет газотурбинного двигателя при постоянном давлении

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра Прикладной механики

Дисциплина: «Тепловые двигатели»

Курсовая работа

"Расчет газотурбинного двигателя при постоянном давлении"

Выполнил:студент группы ЭНС-04−2

Иванов А. К.

Проверил:

канд. техн. наук, доцент Пимштейн Л. А.

Иркутск 2009

Введение

Задание на расчёт Исходные данные Расчёт газотурбинного двигателя Заключение Литература

Газовые турбины лишены ряда недостатков, присущих поршневым двигателям внутреннего сгорания. Наличие кривошипно-шатунного механизма у поршневых двигателей внутреннего сгорания ограничивает их число оборотов и поэтому мощность одного цилиндра получается относительно, небольшой. Для увеличения мощности применяют многоцилиндровые двигатели внутреннего сгорания, обладающие значительными габаритами и весом. У поршневых двигателей внутреннего сгорания невозможно осуществить в цилиндре полное адиабатное расширение рабочего тела до давления окружающей среды, что приводит к потерям полезной работы.

Газовые турбины не имеют кривошипно-шатунного механизма и могут выполняться с высокими числами оборотов, что позволяет сосредоточить в отдельных агрегатах большие мощности при сравнительно небольших габаритах и весе.

У турбинных двигателей осуществляется полное расширение рабочего тела, что заметно увеличивает их термический к. п. д.

Процесс преобразования тепловой энергии в механическую у турбинных двигателей принципиально отличен от поршневых двигателей.

Рабочее тело — газы, образующиеся при сгорании топлива в особых камерах сгорания, куда подводится сжатый воздух, поступают в сопла турбины.

Cхема простейшего (одновального) ГТД со сгоранием топлива при р=Const: К-компрессор; КСкамера сгорания; ГТгазовая турбина; Рредуктор.

Задание на расчёт

Для газотурбинного двигателя рассчитать:

1) основные показатели во всех основных точках цикла;

2) количество теплоты участков;

3) изменение параметров, , ;

4) работу каждого процесса;

5) термический КПД цикла через характеристики цикла.

Исходные данные

ГТД с подводом при P=const

Р₁ = 0,09 МПа

t₁ = 10⁰ C

в_с = 6,5

с = 2,3

C_P = 1 кДж/(кг· К);

C_V = 0,713 кДж/(кг· К);

R = 287 Дж/(кг· К);

k = 1,4

Термодинамический циклы ГТД со сгоранием при р=Const в координатах PV и TS

Расчёт газотурбинного двигателя

1. Рассчитываем основные показатели во всех основных точках цикла:

Точка 1:

МПА

К

·

Точка 2:

Точка 3:

Точка 4:

2. Определим количество теплоты участков:

1−2:

2−3:

3−4:

4−1:

3. Определим изменение параметров, , для процессов.

Процесс 1−2:

Процесс 2−3:

Процесс 3−4:

Процесс 4−1:

4. Определим работу каждого процесса

1−2:

2−3:

3−4:

4−1:

5. Определить термический КПД цикла через характеристики цикла.

Полученное значение КПД сравнить со значением, определенным по формуле:

Заключение

В курсовой работе был произведён расчёт газотурбинного двигателя с подводом при постоянном давлении. Были рассчитаны технические показатели в основных точках цикла, количество теплоты, изменение параметров, а также термический КПД через характеристики цикла.

1. Тепловые двигатели: учебник для ВУЗов жд транспорта / А. В. Ефимов, А. Г. Галкин.- М: УМК МПС России, 2000. — 512с.

2. Китушин В. Г. Тепловой расчёт двигателей.- М.: Высшая школа, 1984. — 256с.