Газовые турбины лишены ряда недостатков, присущих поршневым двигателям внутреннего сгорания. Наличие кривошипно-шатунного механизма у поршневых двигателей внутреннего сгорания ограничивает их число оборотов и поэтому мощность одного цилиндра получается относительно, небольшой. Для увеличения мощности применяют многоцилиндровые двигатели внутреннего сгорания, обладающие значительными габаритами и весом. У поршневых двигателей внутреннего сгорания невозможно осуществить в цилиндре полное адиабатное расширение рабочего тела до давления окружающей среды, что приводит к потерям полезной работы.

Газовые турбины не имеют кривошипно-шатунного механизма и могут выполняться с высокими числами оборотов, что позволяет сосредоточить в отдельных агрегатах большие мощности при сравнительно небольших габаритах и весе.

У турбинных двигателей осуществляется полное расширение рабочего тела, что заметно увеличивает их термический к. п. д.

Процесс преобразования тепловой энергии в механическую у турбинных двигателей принципиально отличен от поршневых двигателей.

Рабочее тело - газы, образующиеся при сгорании топлива в особых камерах сгорания, куда подводится сжатый воздух, поступают в сопла турбины.

Cхема простейшего (одновального) ГТД со сгоранием топлива при р=Const: К-компрессор; КС- камера сгорания; ГТ- газовая турбина; Р- редуктор.

Задание на расчёт

Для газотурбинного двигателя рассчитать:

1) основные показатели во всех основных точках цикла;

2) количество теплоты участков;

3) изменение параметров , , ;

4) работу каждого процесса;

5) термический КПД цикла через характеристики цикла.

Исходные данные

ГТД с подводом при P=const

Р1 = 0,09 МПа

t1 = 100 C

вс = 6,5

с = 2,3

CP = 1 кДж/(кг·К);

CV = 0,713 кДж/(кг·К);

R = 287 Дж/(кг·К);

k = 1,4

Термодинамический циклы ГТД со сгоранием при р=Const в координатах PV и TS

Расчёт газотурбинного двигателя

1. Рассчитываем основные показатели во всех основных точках цикла:

Точка 1:

МПА

Точка 2:

Точка 3:

Точка 4:

№	P,МПа	V,м3	T, К	u,	i,	S,
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. Определим количество теплоты участков:

1-2:

2-3:

3-4:

4-1:

3. Определим изменение параметров , , для процессов.

Процесс 1-2:

Процесс 2-3:

Процесс 3-4:

Процесс 4-1:

4. Определим работу каждого процесса

1-2:

2-3:

3-4:

4-1:

№	l, Дж	q, кДж	Дu,	Дi,	ДS,
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. Определить термический КПД цикла через характеристики цикла.

Полученное значение КПД сравнить со значением, определенным по формуле:

Заключение

В курсовой работе был произведён расчёт газотурбинного двигателя с подводом при постоянном давлении. Были рассчитаны технические показатели в основных точках цикла, количество теплоты, изменение параметров, а также термический КПД через характеристики цикла.

Литература

1. Тепловые двигатели: учебник для ВУЗов ж\д транспорта / А.В. Ефимов, А.Г. Галкин.- М: УМК МПС России, 2000. - 512с.

2. Китушин В.Г.Тепловой расчёт двигателей.- М.: Высшая школа, 1984. - 256с.