Расчет характеристик двухконтурного турбо-реактивного двигателя с форсажной камерой

РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ДВУХКОНТУРНОГО ТУРБО-РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ С ФОРСАЖНОЙ КАМЕРОЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

Методическое указание посвящено расчету скоростной и высотной характеристик двигателя (ВСХ).

Детальный расчет характеристик ТРДДФ требует знания характеристик компрессоров низкого и высокого давления и является достаточно сложным. Учебным планом в курсе «Авиационные двигатели» на вопросы теории отводится крайне ограниченное время, это не позволяет изложить материал в лекционных курсах в объеме, достаточным для самостоятельного расчета студентами характеристик ТРДДФ. В то же время для качественной подготовки специалистов по технологии авиационных двигателей крайне необходимо ознакомить студентов с основными особенностями рабочего процесса ТРДД и ТРДДФ и закрепить эти знания при выполнении курсового проекта.

При разработке методики принят ряд допущений, позволивший существенно упростить методику расчета. Допущения эти следующие:

1. Работа компрессора, как известно, описывается зависимостью . С изменением скорости и высоты полета при регулировании двигателя по закону  изменяются все три параметра . При этом работа  изменяются незначительно. Так же, как и при расчете ТРД, принимаются, что .

2. Значения опытных коэффициентов:  и др., а также физических констант: , которые характеризуют свойства воздуха и газа, на всех режимах работы двигателя принимаются неизменными и, следовательно, такими же, как и на расчетном режиме.

3. Компрессор низкого давления имеет одинаковую степень повышения давления в обоих контурах.

4. Потери во входном устройстве определяются по приближенной аналитической зависимости.

5. Процесс смещения потоков в смесительном устройстве не рассчитывается. Температура газов после смещения определяется по приближенной формуле.

6. Оптимальная степень повышения давления в компрессоре низкого давления соответствует равенству давлений заторможенного потока в контурах перед смесителем.

7. Работа турбины, высокого давления принимается равной работе компрессора высокого давления . Такое же допущение принято и для каскада низкого давления: . Это соотношение отражает то обстоятельство, что расход воздуха через компрессор низкого давления в  раз больше, чем расход газа через турбину низкого давления.

При выполнении части курсового проекта, посвященного расчету ВСХ, студенты по исходным данным определяют параметры двигателя на расчетном режиме, по которым рассчитывают характеристики двигателя. Результаты расчета сводятся в таблицы. Полученные характеристики представляются в виде графиков.

Программа расчета ВСХ составлена на языке Бейсик и реализована на ЭВМ ДВК-3. Программа предназначена для курсового проектирования и может быть также использована при дипломном проектировании и в рамках УНИРС.

Использование программы позволит решать оптимизационные задачи по теории ВРД.

I. РАСЧЕТ СКОРОСТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА БЕСФОРСАЖНОМ РЕЖИМЕ.

Расчет характеристик ТРДДФ производится после того, как определены параметры двигателя на расчетном режиме. При этом используются численные значения величин, к которым относятся:

 - адиабатическая работа сжатия в компрессоре низкого давления;

 - действительная работа сжатия в компрессоре низкого давления;

 - адиабатическая работа сжатия в компрессоре высокого давления;

 - действительная работа сжатия в компрессоре высокого давления;

 - степень понижения давления в турбине низкого давления;

 - степень понижения давления в турбине высокого давления;

 - температура газа за турбиной низкого давления;

 - скорость истечения газа из сопла на бесфорсажном режиме;

 - скорость истечения газа из сопла на форсажном режиме;

Расчет скоростной характеристики производится при постоянном значении высоты полета  для разных значений скорости полета, определяемых рядом значений числа .

Расчет ведется в следующей последовательности:

1. По значению из таблицы 1 находятся параметры атмосферного воздуха: