Московский государственный технический университет гражданской авиации

“3-4” i34=cp(T4-T3); г) “4-1” i41=cp(T1-T4). В данном примере: i12=269247 Дж/кг, i23=797531 Дж/кг, i34=- 653699 Дж/кг, i41=- 413079 Дж/кг. Теплосодержание в процессах “1-2“” (сжатие) и “2-3” (подвод теплоты) увеличивается (знак “+”), в процессах “3-4” (расширение) и “4-1” (отвод теплоты) – уменьшается (знак “-“). 4. Рассчитывается техническая работа в термодинамических процессах цикла ГТД (эквивалентная площади фигуры в p,v – диаграмме под кривой процесса относительно оси давлений): а) “1-2” б) «2-3» в) «3-4» ; г) “4-1” Lp41=0. В данном примере: Lp12=269426 Дж/кг, Lp23=0, Lp34=- 653699 Дж/кг, Lp41=0. Знак “+” означает, что из внешней среды к рабочему телу подводится механическая работа, которая преобразуется в потенциальную энергию (при сжатии возрастает плотность газа). Знак “-“ соответствует отводимой от рабочего тела во внешнюю среду механической работе за счёт уменьшения потенциальной энергии тела (плотность газа уменьшается). 5. Находится количество теплоты, участвующее в термодинамических процессах цикла ГТД: а) “1-2” q12=0 (в адиабатном процессе теплообмен между рабочим телом и внешней средой отсутствует); б) “2-3” q23=q1=cp(T3-T2)= 25 в) «3-4» q34=0; г) «4-1» q41=q2=cp(T1-T4). В данном примере: q12=0, q23=q1=797531 Дж/кг, q34=0, q41=q2=- 413079 Дж/кг. Знак “+” показывает, что рабочее тело получает из внешней среды теплоту (например, за счёт горения топлива или из-за трения), знак “-“ – рабочее тело отдаёт теплоту во внешнюю среду. 6. Взаимодействие энергий рабочего тела с внешней средой: а) алгебраическая сумма изменений внутренних энергий в цикле должна быть равна нулю, так как рабочее тело возвращается в исходное состояние U12+U23+U34+U41=0; б) алгебраическая сумма технических работ представляет собой поленую работу цикла ГТД (эквивалентную площади фигуры «1234» в p,v – диаграмме) L12+L23+L34+L41=Lц; в) сумма изменений энтальпий в цикле должна быть равна нулю, так как рабочее тело возвращается в исходное состояние i12+i23+i34+i41=0; г) алгебраическая сумма теплот, участвующих в цикле ГТД, представляет собой полезно использованное тепло (эквивалентное площади фигуры «1234» в T,S – диаграмме) и численно равно полезной работе цикла ГТД q12+q23+q34+q41=qц=Lц. В данном примере: U12+U23+U34+U41=192319+569665-466928-295056=0, L12+L23+L34+L41=269247+0-653699+0=- 384452 Дж/кг= Lц. Знак “-“ означает, что рабочее тело в результате осуществления цикла ГТД выделяет во внешнюю среду механическую работу, которая в дальнейшем может быть использована для получения любых других видов энергий q12+q23+q34+q41=0+797531+0-413079=384452 Дж/кг. Знак “-“ перед q41 означает возврат теплоты в окружающую среду. Полезная работа цикла ГТД может быть также найдена по формуле (используется в качестве проверки расчётов): . 7. Рассчитывается изменение энтропии в термодинамических процессах цикла ГТД (для определения направления теплообмена между рабочим телом и окружающей средой и для построения T,S – диаграммы) по любой из формул: 26 а) «1-2» S12=0; б) «2-3» S23= ; в) “3-4” S34=0; г) “4-1” S41= . В данном примере: S23=891 , S41= - 891 . Знак “+” означает подвод теплоты из вне к рабочему телу, знак “-“ – отвод теплоты от тела в окружающую среду. 8. Коэффициент полезного действия (термический КПД) цикла ГТД без регенерации теплоты находится по формуле: . В данном примере: t=0.482. 9. Из выражения для степени регенерации находится температура холодного теплоносителя на выходе из теплообменного аппарата (ТА) по одной из формул: . В данном примере: Т2’=670.6 К. 10. Из уравнения баланса теплот для ТА q22’=q44’=cp(T2’-T2)=cp(T4’-T4) определяется температура горячего теплоносителя на выходе из ТА Т4’=T4-(T2’-T2)= В данном примере: Т4’=584.7 К, q44’=q22’=115115.7 Дж/кг. 11. Рассчитывается термический КПД цикла ГТД с регенерацией теплоты по одной из формул: 27 где В данном примере: То есть увеличение КПД в результате регенерации теплоты составляет: 12. Производится расчёт потребной поверхности теплообмена и других параметров ТА. С этой целью определяются: а) определяющая температура для горячего (Топ1) и холодного (Топ2) теплоносителей (для расчёта критериев подобия): Топ1=0.5(Т4+Т4’), Топ2=(Т2’+Т2); б) плотность горячего и холодного теплоносителей при данных температурах из уравнения состояния ; в) площадь проходного сечения потока для теплоносителей из уравнения расхода ; г) необходимое количество каналов для теплоносителей где Fкан1, Fкан2 – соответствующие площади поперечного сечения каналов. Для равностороннего треугольника со стороной b1 или b2 имеем: ; д) по значению температуры Топ1 (или Топ2) с помощью табл. 3 находятся коэффициенты теплопроводности 1 (или 2) и динамической вязкости 1 (или 2) теплоносителей методом линейной интерполяции. Следует иметь в виду, что значения или в действительности умножаются на или ; е) эквивалентный гидравлический диаметр канала для горячего и холодного теплоносителей: где Пкан1, Пкан2 – соответствующие периметры каналов; 28 ж) число Рейнольдса ; з) число Нуссельта в зависимости от характера движения теплоносителей: Re2000 – ламинарный, 2000<Re104 – переходный, Re>104 – турбулентный, и) коэффициенты теплоотдачи от горячего теплоносителя к стенке канала (1) и от стенки к холодному теплоносителю (2): к) коэффициент теплопередачи: л) средний температурный напор в теплообменном аппарате, работающем по схеме противотока: м) потребная площадь теплообмена: н) потребная длина каналов для теплоносителей Затем производится приближённая компоновка теплообменного аппарата. При этом рекомендуется иметь ширину по фронту ТА не более 0.5…0.6 м (из конструктивных соображений); количество рядов для горячего теплоносителя – т, для холодного – (т-1); высота одного ряда для горячего теплоносителя , для холодного - . Общая высота ТА равна: В данном примере: - горячий теплоноситель: G=20 кг/с, с1=90 м/с, b1=0.016 м, Топ1=642 К, оп1=0.5427 кг/м3, Fоп1=0.4094 м2, Fкан1=1.1065х10-4 м2, 1=4.967х10-2 Вт/(м.К), z1=3694, 1=31.7073х10-6 Н.с/м2, dэкв1=9.2376х10-3 м, Re1=14230, характер движения – турбулентный, Nu1=37.83, 1=203 Вт/(м2.К); 29 - холодный теплоноситель: G=20 кг/с, с2=40 м/с, b2=0.008 м, Топ2=613.3 К, оп2=5.681 кг/м3, Fоп2=0.044 м2, Fкан2=2.771х10-5 м2, 2=4.7308х10-2 Вт/(м.К), z2=3176, 2=30.39301х10-6 Н.с/м2, dэкв2=4.6188х10-3 м, Re2=34535, характер движения – турбулентный, Nu2=76.88, 2=787 Вт/(м2.К); К=161 Вт/(м2.К), Т=28.7 К, Fта=498 м2, Lкан1=8.4 м, Lкан2=1.8 м, т=50 рядов для горячего теплоносителя, т-1=49 рядов для холодного - h1=0.0138 м, h2=6.928х10-3 м, Н=1.029 м, В=0.168 м. К отчёту по выполнению контрольного задания необходимо: 1. Изобразить схему ГТД с регенерацией тепла (рис.4). 2. На схеме ГТД указать значения температуры, давления и плотности в контрольных точках цикла ГТД. 3. Построить цикл ГТД в p,v и T,S – координатах в определённом масштабе (рис.4). За начало отсчёта вдоль оси энтропий принять точку “100 Дж/(кг.К)”. Указать на этих диаграммах площади фигур, эквивалентные: - техническим работам сжатия и расширения; работе цикла ГТД; - количеству теплоты, подведённому к рабочему телу в цикле ГТД и отведённому в окружающую среду. 4. В пояснительной записке привести алгоритм и результаты расчёта цикла ГТД и основных параметров теплообменного аппарата. 5. Привести список литературы. 30 Таблица 2. Исходные данные для выполнения контрольного задания Номер варианта К   G, кг/с м/с мм 1 2 3 4 5 6 7 8 46, 00 288 5 3.646 0.55 20 100/60 20/10 47, 01 288 6 3.819 0.56 22 95/60 22/12 48, 02 288 7 3.993 0.57 24 90/55 24/14 49, 03 288 8 4.166 0.58 26 85/50 26/16 50, 04 288 9 4.340 0.59 28 80/45 28/16 51, 05 288 10 4.514 0.60 20 75/40 20/16 52, 06 288 11 4.687 0.61 22 80/45 18/16 53, 07 288 12 4.861 0.62 24 85/50 16/16 54, 08 288 13 5.035 0.63 26 90/55 14/14 55, 09 288 14 5.382 0.64 28 95/60 16/12 56, 10 288 15 5.555 0.65 30 100/65 16/16 57, 11 300 16 5.500 0.66 32 95/60 18/18 58, 12 300 17 5.583 0.67 34 90/55 20/18 59, 13 300 18 5.666 0.68 36 80/50 22/22 60, 14 300 19 5.917 0.69 38 75/45 24/24 61, 15 300 20 6.000 0.70 40 80/50 20/20 62, 16 300 19 6.166 0.71 42 85/55 18/18 63, 17 300 18 6.333 0.72 44 90/60 16/16 64, 18 300 17 6.500 0.73 46 95/65 14/14 65, 19 300 16 6.666 0.74 48 100/65 16/16 66, 20 300 15 6.500 0.75 50 95/40 18/18 67, 21 295 14 6.333 0.76 48 90/45 20/20 68, 22 295 13 6.166 0.77 46 85/50 18/18 69, 23 295 12 6.000 0.78 44 80/55 18/16 70, 24 295 11 5.917 0.79 42 75/60 20/8 71, 25 295 10 5.666 0.80 40 80/65 22/8 72, 26 295 9 5.583 0.79 38 85/60 24/8 73, 27 295 8 5.500 0.78 36 90/65 22/10 74, 28 295 7 5.555 0.77 34 95/60 24/10 75, 29 295 6 5.382 0.76 32 100/55 20/18 76, 30 295 5 5.035 0.75 30 95/40 18/16 77, 31 280 6 4.861 0.74 28 90/45 18/8 78, 32 280 7 4.687 0.73 26 85/50 18/10 31 Продолжение табл. 2 1 2 3 4 5 6 7 8 79, 33 280 8 4.514 0.72 24 80/45 20/12 80, 34 280 9 4.340 0.71 22 75/40 22/14 81, 35 280 10 4.166 0.70 20 70/35 24/16 82, 36 280 11 4.340 0.69 28 75/40 24/18 83, 37 280 12 4.514 0.68 26 80/45 24/20 84, 38 280 13 4.687 0.67 24 85/50 24/10 85, 39 280 14 4.861 0.66 22 90/55 22/8 86, 40 280 15 5.035 0.65 20 95/60 20/10 87, 41 275 16 5.382 0.64 28 100/65 18/12 88, 42 275 17 5.555 0.63 20 110/60 18/8 89, 43 275 18 5.500 0.62 22 105/55 16/10 90, 44 275 19 5.583 0.61 24 100/50 14/12 91, 45 275 20 5.666 0.60 26 95/45 12/12 92, 99 275 19 5.917 0.59 28 90/40 14/14 93, 98 275 18 6.000 0.58 20 85/35 16/10 94, 97 275 17 6.166 0.57 22 80/30 16/12 95, 96 275 16 6.333 0.56 24 85/40 18/14

Похожие:

	«московский государственный технический университет гражданской авиации»... Кирсановский авиационный технический колледж-филиал федерального государственного бюджетного образовательногоучреждения высшего профессионального...		Федеральное агентство воздушного транспорта московский государственный... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального... С89 Современные международные отношения: Пособие по изучению дисциплины и планы семинарских занятий. М.: Мгту га, 2007. 20 с		Правила приема граждан в федеральное государственное бюджетное образовательное... Федерального закона от 29 декабря 2012 г. №273-фз «Об образовании в Российской Федерации»
	Федеральное агентство воздушного транспорта федеральное государственное... Методическая разработка рекомендована для педагогов дополнительного образования детей		Федеральное агентство воздушного транспорта федеральное государственное... Авторы: Бут Н. Д. – ведущий научный сотрудник нии академии Генеральной прокуратуры Российской Федерации, кандидат юридических наук...
	Федеральное агентство воздушного транспорта федеральное государственное... Охватывает период 2004-2005 гг выявление проблем, возникновение идеи опыта, определение целей, постановка задач и выбор методов и...		Федеральное агентство воздушного транспорта федеральное государственное... Охватывают материал, определенный Государственным образовательным стандартом среднего профессионального образования (гос спо) в части...
	Московский государственный технический университет гражданской авиации Целью данного курса является раскрытие панорамы современного страхового рынка: организационных форм всех организаций, занимающихся...		Федеральное агентство воздушного транспорта федеральное государственное... Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования
	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Государственная служба гражданской авиации московский государственный М56 Политология: Пособие к изучению дисциплины и планы семинарских занятий. – М мгту га, 2006г. 28с
	Приказ 28 марта 1991 г. Москва №65 об утверждении руководства по... В связи с необходимостью совершенствования поисковых и аварийно-спасательных работ в гражданской авиации центром "Авиаоргпроект"...		Московский энергетический институт Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики (мгту мирэа)
	Руководство по поисковому и аварийно-спасательному обеспечению полетов... В связи с необходимостью совершенствования поисковых и аварийно-спасательных работ в гражданской авиации центром "Авиаоргпроект"...		Диалектика Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)