МІНІСТЕРСТВО АГЕНСТВО ЗАЛІЗНИЧНОГО ТРАНСПОРТУ
ІРКУТСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Шляхів сполучення
Кафедра Прикладної механіки
Дисципліна: «Теплові двигуни»
Курсова робота
«Розрахунок газотурбінного двигуна при постійному тиску»
Виконав: студент групи Енс-04-2
Іванов А. К.
Перевірив:
канд. техн. наук, доцент
Пімштейн Л. А.
Іркутськ 2009
Зміст
Введення
Завдання на розрахунок
Вихідні дані
Розрахунок газотурбінного двигуна
Висновок
Література
Введення
Газові турбіни позбавлені ряду недоліків, властивих поршневі двигуни внутрішнього згоряння. Наявність кривошипно-шатунного механізму в поршневих двигунів внутрішнього згоряння обмежує їх число обертів і тому потужність одного циліндра виходить відносно, невеликий. Для збільшення потужності застосовують багатоциліндрові двигуни внутрішнього згоряння, що володіють значними габаритами і вагою. У поршневих двигунів внутрішнього згоряння неможливо здійснити в циліндрі повне адіабатно розширення робочого тіла до тиску навколишнього середовища, що призводить до втрат корисної роботи.
Газові турбіни не мають кривошипно-шатунного механізму і можуть виконуватися з високими числами оборотів, що дозволяє зосередити в окремих агрегатах великі потужності при порівняно невеликих габаритах і вазі.
У турбінних двигунів здійснюється повне розширення робочого тіла, що помітно збільшує їх термічний к. п. д.
Процес перетворення теплової енергії в механічну у турбінних двигунів принципово різниться від поршневих двигунів.
Робоче тіло - гази, які утворюються при згоранні палива в особливих камерах згоряння, куди підводиться стиснуте повітря, надходять в сопла турбіни.
C Хема найпростішого (одновального) ВМД зі згорянням палива при р = Const: К-компресор; КС-камера згоряння; ГТ-газова турбіна; Р-редуктор.
Завдання на розрахунок
Для газотурбінного двигуна розрахувати:
1) основні показники в усіх основних точках циклу;
2) кількість теплоти ділянок;
3) зміна параметрів ,
,
;
4) роботу кожного процесу;
5) термічний ККД циклу через характеристики циклу.
Вихідні дані
ВМД з підведенням при P = const
Р 1 = 0,09 МПа
t 1 = 10 0 C
β з = 6,5
ρ = 2,3
C P = 1 кДж / (кг · К);
C V = 0,713 кДж / (кг · К);
R = 287 Дж / (кг · К);
k = 1,4
Термодинамічний цикли ВМД зі згорянням при р = Const в координатах PV і TS
Розрахунок газотурбінного двигуна
1. Розраховуємо основні показники в усіх основних точках циклу:
Точка 1:
МПА
До
·
Крапка 2:
Точка 3:
Точка 4:
1 | 0,09 | 0,902 | 283 | 201,8 | 283 | 66,3 | |||||||
2 | 0,585 | 0,237 | 483,11 | 344,46 | 483,11 | 66,3 | |||||||
3 | 0,585 | 0,545 | 1111 | 792,3 | 1111 | 902,5 | |||||||
4 | 0,09 | 2,076 | 650,9 | 464,1 | 650,9 | 902,5 |
2. Визначимо кількість теплоти ділянок:
1-2:
2-3:
3-4:
4-1:
3. Визначимо зміна параметрів ,
,
для процесів.
Процес 1-2:
Процес 2-3:
Процес 3-4:
Процес 4-1:
4. Визначимо роботу кожного процесу
1-2:
2-3:
3-4:
4-1:
1 -2 | -143578,9 | 0 | 142,66 | 200,11 | 0 | ||||||
2 -3 | 228747,6 | 627,8 | 447,8 | 627,8 | 836,2 | ||||||
3 -4 | 380447,2 | 0 | -328,2 | -460,3 | 0 | ||||||
4 -1 | -134000,3 | -367,9 | -262,3 | -367,9 | -836,2 |
5. Визначити термічний ККД циклу через характеристики циклу.
Отримане значення ККД порівняти зі значенням, визначеним за формулою:
Висновок
У курсовій роботі було проведено розрахунок газотурбінного двигуна з підведенням при постійному тиску. Були розраховані технічні показники в основних точках циклу, кількість теплоти, зміна параметрів, а також термічний ККД через характеристики циклу.
Література
1. Теплові двигуни: підручник для ВНЗ ж \ д транспорту / О.В. Єфімов, А.Г. Галкін .- М: УМК адміністрації залізничного транспорту України, 2000. - 512с.
2. Кітушін В. Г. Тепловий розрахунок двигунів .- М.: Вища школа, 1984. - 256с.