расчет и анализ газотурбинного цикла. курсавая. Курсовая работа Расчет и анализ идеального цикла газотурбинных двигателей

• Название: Курсовая работа Расчет и анализ идеального цикла газотурбинных двигателей
• Анкор: расчет и анализ газотурбинного цикла
• Дата: 03.12.2022
• Размер: 126.45 Kb.
• Имя файла: курсавая.docx
• Тип: Курсовая; #826596

Министерство образования и науки Российской федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

кафедра СПМиТМ.

Курсовая работа

«Расчет и анализ идеального цикла газотурбинных двигателей»

Вариант 7

Выполнил:

Студент гр. РД-20-1С

Караваев А.А.

Проверил:

Доц. Ошивалов М.

Пермь,2022

Задание

Тип цикла ГТУ: p = const; = _опт,

Высота полета: H = 10 км.

Скорость полета: М = 2.

Состав топлива: С = 0,86; Н = 0,12; О = 0,03.

Температура перед турбиной: Т = 1200 К.

Данные из справочной таблицы:

Температура: = 223,2 К

Давление: = 26500 Па

Дополнительное задание: № 3

Исследовать зависимость работы цикла от степени повышения давления = (0,5,,,,,,1,5) _опт. Построить графики функций.

Теоретические основы расчета и анализа циклов

Определение параметров рабочего тела цикла

Расчеты по определению параметров рабочего тела проводят методом последовательных приближений. В первом приближении задаем показатель адиабаты и теплоемкость близкими к соответствующим значениям для воздуха.





Определяем теоретически необходимое количество воздуха и низшую теплоту сгорания топлива .

Состав продуктов сгорания определяется однозначно, если известно значение коэффициента избытка воздуха α, который равен отношению действительного количества килограммов воздуха L, подаваемого в камеру сгорания, к теоретически необходимому количеству для полного сгорания 1 кг топлива:



Теоретически необходимое количества воздуха определяется из условий полного сгорания углерода и водорода топлива:











Значение коэффициента α определяется из условий низшей теплоты сгорания:



где C, H, – соответственно массовые доли в топливе углерода, водорода и кислорода



Определим степень повышения давления:









Определяем коэффициент избытка воздуха α:





Определяем массовый состав продуктов сгорания:









Проверка:



Расчет при :









Теплоемкость смеси:



Расчет при :









Теплоемкость смеси:



Среднее значение изобарной теплоемкости:



Определяем газовую постоянную:











Определяем изохорную теплоемкость:



Показатель адиабаты k:



Проверка:



Найденное значение отличается от заданного менее, чем на 1%. Значит приближений больше не требуется.

Определим новое значение :



Определение параметров состояния в характерных точках цикла

Параметры в точке 0:









Параметры в точке 1:







Параметры в точке 2:







Параметры в точке 3:







Параметры в точке 5:







Изменение в процессах внутренней энергии, энтальпии и энтропии

Процесс 0-2:











Процесс 2-3:













Процесс 3-5:











Процесс 5-0:













Определение цикловой работы и термического коэффициента полезного действия

Работа любого цикла может быть определена как разность работ расширения и сжатия процессов , составляющих цикл, или как разность подведенной и отведенной теплоты в цикле:



Термический коэффициент полезного действия (КПД) цикла определяется как отношение цикловой работы к количеству подведенной извне теплоты:



Определим количество отведенной и подведенной теплоты:





Определим цикловую работу:





Определим термический КПД:





Изображение цикла на рабочей и тепловой диаграммах

Промежуточные точки для рабочей диаграммы будем искать из уравнения адиабаты:



Для этого будем задавать промежуточные значения объёмов

Процесс 0-2:

V₀₁=1.955 P₀₁=3.561*10⁴

V₀₂=1.485 P₀₂=5.194*10⁴

V₀₃=1.015 P₀₃=8.755*10⁴

Процесс 3-5:

V₃₁=0.637 P₃₁=3.338*10⁵

V₃₂=0.689 P₃₂=2.997*10⁵

V₃₃=0.742 P₃₃=2.711*10⁵

V₃₄=0.794 P₃₄=2.47*10⁵

V₃₅=1.484 P₃₅=1.648*10⁵

V₃₆=2.173 P₃₆=9.76*10⁴

V₃₇=2.863 P₃₇=6.687*10⁴

V₃₈=3.553 P₃₈=4.973*10⁴

V₃₉=4.242 P₃₉=3.899*10⁴

V₃₁₀=4.932 P₃₁₀=3.171*10⁴

Аналогично для тепловой диаграммы ищем промежуточные значения температуры

Процесс 2-3 :

T₂₁= 688.149 ΔS₂₁= 302

T₂₂= 858.766 ΔS₂₂= 235

T₂₃= 1.029*10³ ΔS₂₃= 192

Процесс 5-0 :

T₅₁= 443.949 ΔS₅₁= -162.92791

T₅₂= 370.366 ΔS₅₂= -192.52186

T₅₃= 296.783 ΔS₅₃= -235.30649

По полученным значениям в характерных и промежуточных точках строим тепловую и рабочую диаграммы.

Дополнительное задание

Изменяя значения в интервале = (0,5,,,,,,1,5) _{опт .} Расчитываем новые значения цикловой работы.











33,421

Заключение

Был проведен расчет идеального цикла газотурбинной установки, состав топлива , на высоте полета H = 10 км, скорость полета М = 2 , температура перед турбиной Т = 1200 К. Найдены параметры в характерных точках цикла и энергетические характеристики процессов. Термический КПД получился равным . Построены рабочая и тепловая диаграммы.

Был выполнен расчет работы цикла при изменении . Построена диаграмма.

Список литературы

1. 
   Расчет и анализ газотурбинных двигателей: метод. указания к выполнению курсовой работы / сост. Е.И. Вахрамеев, К.С. Галягин, М.А. Ошивалов, М.А. Савин, Ю.А. Селянинов, Т.А. Ульрих. – Пермь : Изд-во Пермского национального исследовательского университета, 2019. – 24 с.
   

Рабочая диаграмма



Тепловая диаграмма



Зависимость работы цикла от от степени повышения давления = (0,5,,,,,,1,5) _опт.