 |
Многоступенчатые компрессоры
|
|
|
|
ЗАДАЧИ
ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ГАЗА
В ДВИГАТЕЛЯХ И ИХ ЭЛЕМЕНТАХ
1.1. Расход газа через сопло двигателя равен 100 кг/с. Определить площадь критического сечения сопла, если полная температура и полное давление газа перед соплом равны, соответственно, 
=1000 К и 
= 0,3 МПа, перепад давления в сопле сверхкритический, а коэффициент восстановления полного давления в докритической части сопла равен sкр = 0,99. Принять k г = 1,25 и R = 288,5 Дж/(кг×К).
1.2. Определить расход воздуха через компрессор в условиях полета у земли (H = 0) со скоростью V = 1400 км/ч, если sвх = 
= 0,95, скорость воздуха на входе в компрессор 
= 200 м/с, а площадь поперечного сечения проточной части перед компрессором 
0,7 м2.
1.3. Определить температуру (статическую) воздуха на входе в ГТД на старте при скорости потока на входе в компрессор = 195 м/с, если температура наружного воздуха tH = 0°C.
1.4. Определить температуру заторможенного потока воздуха на входе в ГТД в условиях полета на высоте Н = 11000 м со скоростью, соответствующей М Н = 0,85.
1.5. Определить давление заторможенного потока воздуха перед двигателем в условиях, указанных в предыдущей задаче, если значение sвх = при М Н = 0,85 равно 0,975.
1.4. Определить работу и мощность, потребную для вращения осевого компрессора, если при расходе воздуха G в = 100 кг/с подогрев воздуха в компрессоре равен D Т = 400 К, а поток теплоты через стенки компрессора в окружающую среду имеет мощность 
85 кВт.
1.5. Определить температуру заторможенного потока воздуха на выходе из компрессора ТРД в условиях полета на высоте Н = 12000 м со скоростью V = 1800 км/ч, если работа компрессора L к = 270 кДж/кг.
1.6. Используя понятие условной теплоемкости процесса подвода теплоты в камере сгорания, определить количество теплоты, подводимой с топливом (керосином) в камеру сгорания ТРД в полете на высоте Н = 11000 м с М Н = 2,1, если работа, затрачиваемая на вращение компрессора, равна 
340 кДж/кг, а температура газа перед турбиной равна 
1600 К.
|
|
|
КОМПРЕССОРЫ ГТД
Теория ступени компрессора
|
|
| Рис. 2.1. Схема проточной части ступени осевого компрессора | Рис. 2.2. Треугольник скоростей ступени осевого компрессора |
2.1. Определить работу 
, передаваемую воздуху колесом ступени осевого компрессора на среднем радиусе, если окружная скорость равна 
= 300 м/с, а закрутка воздуха в колесе равна 
= 100 м/с.
2.2. Определить работу, затрачиваемую на вращение колеса осевой ступени, если диаметр колеса 
= 900 мм, частота его вращения 
9000 об/мин, 
= 0,6, а коэффициент нагрузки ступени 
= 0,35.
2.3. Определить работу , передаваемую воздуху колесом ступени осевого компрессора, если 
= 
= 200 м/с; 
; 
и = 360 м/с.
2.4. Найти степень повышения полного давления воздуха в ступени осевого компрессора, если 
= 30 кДж/кг; 
= 0,87 и 
= 25°С.
2.5. Определить мощность, необходимую для вращения ступени осевого компрессора при стандартных атмосферных условиях на входе со следующими параметрами: 
= 1,4; = 0,87; 
= 50 кг/с.
2.6. Определить потребную закрутку воздуха перед рабочим колесом 
и угол 
на периферии ступени осевого компрессора, если 
= 430 м/с; 
= 200 м/с; 
= 268 К и 
= 1,15.
2.7. Определить значение 
на входе в рабочее колесо ступени осевого компрессора на ее среднем радиусе, если = 420 м/с; 
= 200 м/с;
= 0,5 и 
= 288 К. Вход воздуха в рабочее колесо осевой.
2.8. Определить степень повышения давления 
в осевой ступени с = 430 м/с и = 0,5 (при = 288 К), если = 0,87; а коэффициент нагрузки = 0,3.
Многоступенчатые компрессоры
2.9. При испытании осевого компрессора измерены:
; 
; 
; 
; 
.
Определить адиабатную работу сжатия, КПД компрессора и мощность, расходуемую на его вращение.
|
|
|
2.10. Определить температуру заторможенного потока и полное давление воздуха за компрессором в условиях полета на высоте Н = 11 км со скоростью, соответствующей М Н = 0,9; если на этом режиме
4,5; 
0,84 и 
0,97.
2.11. Определить относительную плотность тока 
и абсолютную скорость воздуха 
на выходе из многоступенчатого осевого компрессора, имеющего на стенде при стандартных атмосферных условиях 9 и 0,82, если при этом абсолютная скорость воздуха на входе 
200 м/с, а степень сужения проточной части равна 
3,58. Вход и выход потока в компрессоре - осевые.
2.12. Определить степень повышения давления в первой и последней ступенях многоступенчатого осевого компрессора, если они имеют одинаковые значения подводимой работы 
25,12 кДж/кг и одинаковые КПД 
0,86; а общий подогрев воздуха в компрессоре 
равен 300 К при 
288 К.
2.13. Определить коэффициент полезного действия двухкаскадного компрессора одноконтурного двигателя, имеющего следующие параметры каскадов: 
4; 
0,85; 
5; 
0,84.
2.24. Вентилятор ТРДД состоит из трех ступеней, имеющих следующие значения подводимой к воздуху работы (в кДж/кг) и КПД:
40,7; 
0,84; 
48,7; 
0,87;
48,0; 
0,87.
Определить степень повышения полного давления и КПД этого вентилятора, если 
288 К.
2.15. В осевом компрессоре, имеющем на стенде в стандартных
атмосферных условиях 
= 10 и 
100 кг/с, после одной из средних ступеней отбирается 4% воздуха для охлаждения турбины. Определить мощность, потребную для привода компрессора, и температуру отбираемого воздуха, если давление за этой ступенью равно 
620 кПа, а КПД групп ступеней, расположенных до и после места отбора воздуха, соответственно равны: 
0,85 и 
0,84.
2.16. Определить соотношение площадей проточной части на входе в компрессор и на выходе из него 
, если = 10,0; 0,84; а скорости воздуха на входе в компрессор и на выходе из него (при 
и 
) равны 
и 
.
2.17. Определить отношение работ, затрачиваемых на вращение каскадов двухкаскадного компрессора 
, если оба каскада имеют равные значения степени повышения давления 
3 и одинаковые значения КПД 
0,85.
2.18. Определить потребное число ступеней компрессора, который при 288 К должен иметь 6,5, если величина окружной скорости рабочих лопаток на их средних радиусах равна 
340 м/с, а коэффициент нагрузки ступеней компрессора равен 
0,35. Предполагается, что КПД компрессора будет равен 0,86.
|
|
|
|
|
|
