Проектирование авиационного газотурбинного двигателя

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

 ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Кафедра «Двигатели летательных аппаратов и теплотехника»

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине

«Теория и расчет ВРД»

на тему:

«Проектирование авиационного газотурбинного двигателя»

                                                                                   Группа: 2РАД-4ДБ-115

                                                                  Студент: Назарян А.С.

                                                                       Руководитель проекта: Хахин В.Н.

Москва 2010

СОДЕРЖАНИЕ

1.  Осевой компрессор ……………………………………………………….3

1.1.  Компрессор низкого давления……..……………………………………...3

1.2.  Компрессор высокого давления ………………………………………….8

2.       Турбина………………………………….………….………………….…..15

2.1.  Турбина высокого давления…………………………………………...…15

2.2.  Турбина низкого давления ………………………………………….......21

3.  Камера сгорания………………….……..……………………………….26

Литература…….……………………………………………….....……………27 

1.  ОСЕВОЙ КОМПРЕССОР

Исходные данные:

 – температура воздуха на входе в компрессор;

 – давление воздуха на входе в компрессор;  

 - давление за компрессором низкого давления;

  - давление за компрессором высокого давления;

 – температура за компрессором низкого давления;

 – температура за компрессором высокого давления;

 - степень повышения давления в компрессоре низкого давления;

 - степень повышения давления в компрессоре высокого давления;

 - КПД компрессора низкого давления;

 - КПД компрессора высокого давления;

 - работа компрессора низкого давления;

 - работа компрессора высокого давления;

- расход воздуха через первый контур;

 - расход воздуха через  компрессор.

Теплофизические свойства воздуха:

;

 ;

 .

1.1.  Компрессор низкого давления

Средняя удельная работа сжатия в одной ступени компрессора:

Определяется число  ступеней компрессора низкого давления

Распределение работы   по ступеням

Далее для первой ступени выбираются

- окружная скорость колеса на внешнем диаметре

- осевая скорость движения воздуха

- относительный диаметр втулки

Определяется окружная скорость колеса на среднем диаметре

Для проверки правильности выбора этих величин находятся

- коэффициент нагрузки

- коэффициент расхода

Полученные величины находятся в рекомендуемых пределах [1].

Определяется окружная составляющая скорости движения воздуха

где степень реактивности принимается равной =0,5.

Определяется абсолютная скорость

Определяется относительная скорость

Для проверки условий обтекания лопаток рабочего колеса воздухом находятся

- скорость распространения звука в воздухе

- число Маха по относительной скорости

Число  допустимо, т.к. не превышает 0,8.

Определяются термодинамические параметры воздуха на входе в компрессор низкого давления

- температура

- давление

- плотность

Находится площадь проточной части на входе в компрессор низкого давления

Определяются

- диаметр рабочего колеса

- диаметр втулки

- средний диаметр колеса

- высота лопатки рабочего колеса первой ступени

Принимая удлинение лопатки равным 3,5 находится хорда лопатки

Принимая густоту лопаточной решетки равной 1 находится шаг лопаток на рабочем колесе

Находится ширина первой ступени

Число лопаток рабочего колеса первой ступени определяется по формуле

Определяется частота вращения ротора

Геометрические размеры последней ступени определяются за спрямляющим аппаратом, т.е. в сечении двигателя. Принимается

Находятся

Проточная часть компрессора низкого давления выбирается с постоянным средним диаметром  м.

Определяются размеры

 значительно превышает минимальную допустимую высоту лопатки 20 мм.

Принимается удлинение лопатки равное 2,5, тогда хорда лопатки

Густота лопаточной решетки принимается равной 1,2 и находится шаг лопаток

Находится ширина последней ступени

Определяется число лопаток спрямляющего аппарата последней ступени

На основании полученных данных определяется длина компрессора низкого давления

1.2.  Компрессор высокого давления

В соответствие с рекомендациями [1] принимаются следующие величины работ ступеней:    кДж/кг,     кДж/кг,    кДж,    кДж/кг,  кДж/кг,       кДж/кг,     кДж/кг,     кДж/кг,     кДж/кг,     кДж/кг,    кДж/кг,    

Средняя удельная работа сжатия в одной ступени компрессора:

Определение числа  ступеней компрессора высокого давления

Принимается .

№ ступени	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Работа, кДж/кг	27	33	38	38	38	38	38	38	38	33	31

Далее для первой ступени выбираются

- окружная скорость колеса на внешнем диаметре

- осевая скорость движения воздуха

- относительный диаметр втулки

Определение окружной скорости колеса на среднем диаметре

Для проверки правильности выбора этих величин находятся

- коэффициент нагрузки

- коэффициент расхода

Полученные величины находятся в рекомендуемых пределах [1].

Определение окружной составляющей скорости движения воздуха

где степень реактивности принимается равной =0,5.

Определение абсолютной скорости

Определение относительной скорости

Для проверки условий обтекания лопаток рабочего колеса воздухом находятся

- скорость распространения звука в воздухе

- число Маха по относительной скорости

Число  допустимо, т.к. не превышает 0,8.

Определение термодинамических параметров воздуха на входе в компрессор высокого давления

- температура

- давление

- плотность

Находится площадь проточной части на входе в компрессор высокого давления

Определяются

- диаметр рабочего колеса

- диаметр втулки

- средний диаметр колеса

- высота лопатки рабочего колеса первой ступени

Принимая удлинение лопатки равным 4, находится хорда лопатки

Принимая густоту лопаточной решетки равной 0,8, находится шаг лопаток на рабочем колесе

Находится ширина первой ступени

Число лопаток рабочего колеса первой ступени определяется по формуле