Как спроектировать авиадвигатель с паровым приводом и встроенным конденсатором пара Опции

[mvdmitri]

Вопрос к специалистам по паровым/газовым турбинам:

Необходимо спроектировать модель реактивного авиадвигателя с паротурбинным приводом и встроенным конденсатором пара в масштабе. Мощность турбины порядка 50-100 кВт. Выхлоп паровой турбины должен полностью конденсироваться за счет воздуха прокачиваемого вентилятором низкого давления. Необходимо расчитать параметры турбины, редуктора, вентилятора и конденсатора пара, а также скорость и массу воздуха покачиваемого через сопло.



В качестве примера используются данные парового реактивного авиадвигателя Pratt&Whitney 1951 года:

Расчетная крейсерская тяга двигателя - 13.6 тонн при скорости полета Мах 0.9 (1100 км/ч) на малых высотах.
Расчетные параметры воздухозаборника: динамическое давление 1.65 атмосфер, температура воздуха - 62 С.Массовый расход воздуха - 1588 кг/с.
Диаметр трехступенчатого компрессора низкого давления (степень сжатия -1.234 ед) - 2.975 метра, частота вращения 2110 об/мин.
Привод воздушного компрессора от четырехступенчатой паровой турбины 49100 лс/20000 об/мин через понижающий редуктор 1/9.5.
Диаметр ротора паровой турбины - 30.5 см
Параметры пара:
На входе в турбину- 340 атмосфер, 533С;
На выходе из турбины - 29 атмосфер, 230 С.
Параметры воздуха после компрессора: давление -1.98 атмосфер, 86 С.
Сжатый в компрессоре воздух расширяется в диффузоре ( эффективность-0.975) и далее проходит через теплообменник в котором нагревается за счет охлаждения и конденсации пара из паровой турбины.
Параметры теплообменника:
Площадь поперечного сечения - 12.54 кв.м.
Диаметр- 4 м, длина- 5.8 м
Эффективность теплопередачи - 77%
Гидравлическое воздушное сопротивление -0.955
Температура конденсационной воды - 230 С, расход 97 кг/с.
Конденсационный насос с приводом от вспомогательной паровой турбины 7930 лс( расход пара - 13 кг/с)
Параметры воздуха на срезе реактивного сопла:
Давление 1.9 атмосфер, температура - 202 С.
Скорость реактивной струи - 390 м/с
Скорость полета -306 м/с
Тяга 13600 кг.
Тяговая мощность - 40792 кВт (55000 лс).
Основной источник энергии для парогенератора - реактор мощностью 410000 кВт.
Паропроизводительность - 194 кг/с.
Количество двигателей самолета - 2
Вес одного двигателя - около 10000 кг, из них около 5000 кг - паровой теплообменник из нержавеющей стали.
Общая тяговая мощность 81584 кВт (110000 лс)
Тяговый кпд преобразования тепловой энергии в полезную работу на крейсерской скорости 1100 км/ч - 19.9%.

Прикрепленные файлы

 __________________________________.png ( 248,13 килобайт ) Кол-во скачиваний: 12

 

[mvdmitri]

Вопрос к специалистам по паровым/газовым турбинам:

Необходимо спроектировать модель реактивного авиадвигателя с паротурбинным приводом и встроенным конденсатором пара в масштабе. Мощность турбины порядка 50-100 кВт. Выхлоп паровой турбины должен полностью конденсироваться за счет воздуха прокачиваемого вентилятором низкого давления. Необходимо расчитать параметры турбины, редуктора, вентилятора и конденсатора пара, а также скорость и массу воздуха покачиваемого через сопло.



В качестве примера используются данные парового реактивного авиадвигателя Pratt&Whitney 1951 года:

Расчетная крейсерская тяга двигателя - 13.6 тонн при скорости полета Мах 0.9 (1100 км/ч) на малых высотах.
Расчетные параметры воздухозаборника: динамическое давление 1.65 атмосфер, температура воздуха - 62 С.Массовый расход воздуха - 1588 кг/с.
Диаметр трехступенчатого компрессора низкого давления (степень сжатия -1.234 ед) - 2.975 метра, частота вращения 2110 об/мин.
Привод воздушного компрессора от четырехступенчатой паровой турбины 49100 лс/20000 об/мин через понижающий редуктор 1/9.5.
Диаметр ротора паровой турбины - 30.5 см
Параметры пара:
На входе в турбину- 340 атмосфер, 533С;
На выходе из турбины - 29 атмосфер, 230 С.
Параметры воздуха после компрессора: давление -1.98 атмосфер, 86 С.
Сжатый в компрессоре воздух расширяется в диффузоре ( эффективность-0.975) и далее проходит через теплообменник в котором нагревается за счет охлаждения и конденсации пара из паровой турбины.
Параметры теплообменника:
Площадь поперечного сечения - 12.54 кв.м.
Диаметр- 4 м, длина- 5.8 м
Эффективность теплопередачи - 77%
Гидравлическое воздушное сопротивление -0.955
Температура конденсационной воды - 230 С, расход 97 кг/с.
Конденсационный насос с приводом от вспомогательной паровой турбины 7930 лс( расход пара - 13 кг/с)
Параметры воздуха на срезе реактивного сопла:
Давление 1.9 атмосфер, температура - 202 С.
Скорость реактивной струи - 390 м/с
Скорость полета -306 м/с
Тяга 13600 кг.
Тяговая мощность - 40792 кВт (55000 лс).
Основной источник энергии для парогенератора - реактор мощностью 410000 кВт.
Паропроизводительность - 194 кг/с.
Количество двигателей самолета - 2
Вес одного двигателя - около 10000 кг, из них около 5000 кг - паровой теплообменник из нержавеющей стали.
Общая тяговая мощность 81584 кВт (110000 лс)
Тяговый кпд преобразования тепловой энергии в полезную работу на крейсерской скорости 1100 км/ч - 19.9%.

Прикрепленные файлы

 __________________________________.png ( 248,13 килобайт ) Кол-во скачиваний: 12