Краткое описание принципа работы ГТД

Газотурбинный двигатель — тепловой двигатель, в котором газ сжимается и нагревается, а затем энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу газовой турбины. В отличие от поршневого двигателя, в ГТД процессы происходят в потоке движущегося газа.

Сжатый атмосферный воздух из компрессора поступает в камеру сгорания, туда же подаётся топливо, которое, сгорая, образует большое количество продуктов сгорания под высоким давлением. Далее газовоздушная смесь расширяется и часть её энергии преобразуется в турбине в механическую энергию вращения основного вала. Эта энергия расходуется, в первую очередь, на работу компрессора, а также используется для привода агрегатов двигателя (топливных подкачивающих насосов, масляных насосов и т. п.) и привода электрогенераторов, обеспечивающих энергией различные бортовые системы. Основная часть энергии расширяющейся газовоздушной смеси идёт на ускорение газового потока в сопле и создание реактивной тяги (см. рисунки 1,2).

 

	Рисунок 2- Устройство газотурбинного двигателя

 

2 Расчёт состава рабочего тела цикла

2.1 Расчёт состава рабочего тела

Расчёт массовых и мольных долей компонентов, молекулярной массы, их теплоёмкости производится для воздуха, потребляемого ГТД на высоте полёта самолёта Н = 4000 м и скорости полёта V = 0,5 M.

Объемные доли компонентов в воздухе будут таковыми:

 

Найдём молекулярную массу смеси:

 

 

Массовые доли каждого компонента в 1 кг воздуха найдём по формулам:

 

Проверка полученных результатов:

 

Определим мольную долю и массу каждого компонента 1 кг смеси:

 

 

Вычислим изобарную и изохорную теплоёмкости смеси, а также коэффициент адиабаты и газовую постоянную смеси:

Выполним проверку:

2.2 Расчёт оптимального значения степени повышения давления в компрессоре ГТД