Расчет идеального цикла газотурбинного двигателя (стр. 3 из 4)

Энтропия для изобарного процесса вычисляется по формуле:

(11)

4.2 Расчёт теплоты процессов и тепла за цикл

Подводимую и отводимую удельные теплоты в изобарном процессе рассчитаем по формуле:

(12)

Таким образом,

.

Вычислим

: .

4.3 Расчёт работы процесса и работы за цикл

– работа сжатия газа в диффузоре

– работа сжатия газа в компрессоре

– работа газа в турбине

– работа реактивного сопла

Рассчитаем

:

Результаты расчётов представлены в таблице 8.

Таблица 8 – Основные параметры состояния рабочего тела в узловых точках цикла, изменение калорических параметров в процессах и за весь цикл идеального ГТД

Значения	Точки						Для цикла
	0	1	2	3	4	5
	0,265	0,736	5,89	5,89	2,94	0,265	-
	2,427	1,17	0,265	0,66	1,084	6,053	-
	223,3	299	542	1350	1107	557	-
Значения	Процесс						Для цикла
	0–1	1–2	2–3	3–4	4–5	5–0
	55	177	589	-177	-401	-243	0
	77	247	822	-247	-560	-339	0
	0	0	0,9	0	0	-0,9	0
	0	0	822	0	0	-339	483
	-77	-247	0	247	560	0	483

5. Расчет параметров состояния рабочего тела в промежуточных точках процессов сжатия и расширения

5.1 Расчёт для процессов, изображаемых в p-v-координатах

Определение значений параметров p и v в промежуточных точках процессов 1–2, 3–4 и 4–5 позволяет построить достаточно точные графики. Поскольку процессы 1–2 и 3–4–5 адиабатные, то для любой пары точек на них справедливы соотношения:

Отсюда, задаваясь значениями параметров

и используя известные величины , найдём параметры промежуточных точек:

Значения точек сведём в таблицу 9.

Промежуточные точки процессов также, как и характерные, откладываем на графике p-v и через них проводим плавную кривую процесса.

5.2 Расчёт для процессов, изображаемых в T-S-координатах

Для построения цикла ГТД в T-S координатах необходимо интервалы изменения температур от

до и до разбить на три примерно равные части. Для значений температур процессов , , , вычисляем соответствующие изменения энтропии рабочего тела в процессах 2–3 и 0–5 по соотношениям:

Вычислим параметры промежуточных точек для построения графика цикла ГТД в T-S координатах:

Значения полученных точек отразим в таблице 9.

Полученные изменения энтропии откладываем в принятом масштабе на T-S диаграмме и по выбранным значениям Т находим координаты промежуточных точек процесса, через которые проводим плавную кривую.

Таблица 9 – Параметры состояния рабочего тела в промежуточных точках процессов и изменение энтропии

Параметр	Точки
	a	b		c	d		e	f		g
	1,06	1,51		2,42	4,50		1,25	0,71		0,47
	0,9	0,7		0,5	0,8		2	3		4
Параметр	a¢		b¢			c¢			d¢
T, K	811		1081			446			335
Параметр	Процесс
	2-a¢		2-b¢			0-c¢			0-d¢
	0,410		0,703			0,702			0,412

6. Расчет энергетических характеристик ГТД

Вычислим скорости набегающего потока С₀ и скорость истечения газа из реактивного сопла С₅, а также удельную тягу двигателя R_уд, секундный расход воздуха G_возд, массу двигателя G_дв, суммарную массу топлива

, термический КПД и термический КПД цикла Карно , действующего в том же интервале максимальной и минимальной температур.

Скорость набегающего потока:

Скорость истечения рабочего тела из сопла двигателя: