Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364139
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62791)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21319)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21692)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8692)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3462)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20644)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Курсовая работа: Оценка термодинамического совершенства цикла Брайтона с регенерацией тепла. Расчёт теплообменн

Название: Оценка термодинамического совершенства цикла Брайтона с регенерацией тепла. Расчёт теплообменн
Раздел: Промышленность, производство
Тип: курсовая работа Добавлен 07:10:13 02 июля 2011 Похожие работы
Просмотров: 948 Комментариев: 12 Оценило: 3 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать

ДЕПАРТАМЕНТ ПО АВИАЦИИ

МИНИСТЕРСТВА ТРАНСПОРТА И КОММУНИКАЦИЙ

Курсовая работа

По дисциплине «Термодинамика и теплопередача»

Тема «оценка термодинамического совершенства цикла Брайтона с регенерацией тепла. Расчёт теплообменного аппарата»

Выполнил: Студент гр.

Принял: Преподаватель

1. Цель и задачи курсовой работы.

Цель курсовой работы – закрепить теоретические знания, полученные при изучении курса и научиться самостоятельно рассчитывать и анализировать термодинамические процессы в элементах двигателей и системах летательных аппаратов; производить анализ идеальных циклов авиационных двигателей;

2. Содержание и объем работы .

Работа содержит расчеты и анализы термодинамических процессов в элементах двигателей и системах л/а; анализ идеальных циклов авиационных двигателей; одновременные расчёты газовых потоков в элементах двигателей;

Введение

Техническая термодинамика является частью термодинамики – раздел теоретической физики. Объектом исследований технической термодинамики являются авиационные двигатели – тепловые машины, в которых изучаются закономерности взаимного превращения теплоты в работу, устанавливается взаимосвязь между тепловыми, механическими и химическими процессами, имеющими место в тепловых машинах. В качестве рабочего тела в авиационных двигателях используют воздух атмосферы Земли.

К параметрам состояния (свойствам рабочего тела) относят давление, температуру, удельный объём (или плотность) и др.

Исследование любой тепловой машины начинается с исследования ее идеального цикла. При этом переход от реальных циклов к идеальным производится при следующих допущениях:

1. Все процессы, образующие цикл, считаются обратимыми.

2. Рабочее тело идеализируется – химический состав его принимается неизменным во всех процессах цикла. Для циклов, в которых рабочим телом является газ, последний считается идеальным с неизменными физическими свойствами.

3. Цикл считается замкнутым, т.е. процессы смены рабочего тела не рассматриваются, а заменяются условным политропным процессом отвода теплоты q2 .

4. Процесс горения топлива заменяется условным политропным процессом подвода теплоты q1 .

Особенности цикла Брайтона.

а) рабочее тело – поток воздуха (открытая термодинамическая система);

б) сжатие производится в компрессоре – лопаточной машине, в которой механическая работа, подводимая к ротору компрессора, преобразуется в энергию давления. Поэтому степень повышения давления или степень сжатия ограничивается напорностью лопаточных аппаратов;

в) температура газа в точке «3» ограничивается из-за прочности турбины – лопаточной машины, в которой происходит преобразование тепловой энергии рабочего тела в механическую работу на валу;

г) давление в точке «4» равно давлению в точке «1», то есть выхлопные газы имеют только более высокую температуру по сравнению с атмосферным воздухом.

Регенерация теплоты является одним из средств повышения термодинамического КПД цикла. Основное отличие газотурбинного двигателя, работающего по циклу Брайтона с регенерацией теплоты, от обычных ТВД состоит в том, что он имеет теплообменный аппарат, через который протекают холодный воздух, сжатый в компрессоре, и горячие газы, выходящие из турбины. Вследствие обмена теплотой между ними происходит подогрев воздуха перед его поступлением в камеру сгорания и охлаждение горячих газов.

Под регенерацией тепла понимают использование с помощью специального теплообменника части тепла , уходящего из двигателя в атмосферу, для предварительного подогрева сжатого воздуха, поступающего в камеру сгорания из компрессора.

Регенерация тепла снижает количества внешней теплоты, подводимой к потоку в термодинамическом цикле и, следовательно, повышает экономичность двигателя.

Возможность использования регенерации тепла в авиационных двигателях невелика. В авиации стараются сделать летательный аппарат как можно легче, следовательно, специальный теплообменник, применяемый в данном процессе, из-за своих внушительных размеров противоречит этому.


Группа М 2 0 9

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине «Термодинамика и теплопередача»

Содержание пояснительной записки.

В первой части курсовой работы определение:

- параметров состояния рабочего тела в контрольных точках цикла Брайтона с регенерацией тепла;

- энергетических показателей термодинамических процессов, составляющих цикл Брайтона с регенерацией тепла;

- экономии топлива при использовании регенерации тепла в авиационных двигателях;

- возможность использования регенерации тепла в авиационных двигателях;

- термодинамического совершенства цикла Брайтона с регенерацией тепла по отношению к базовому циклу – циклу Карно.

Во второй части курсовой работы определение:

- коэффициентов теплоотдачи при вынужденном, конвективном теплообмене;

- критериев динамического и теплового подобия;

- основных параметров теплообменного аппарата.

Часть 1. Оценка термодинамического совершенства цикла Брайтона с регенерацией тепла.

Исходные данные для выполнения 1-й части курсовой работы:

1. Степень повышения давления рабочего тела

2. Степень подогрева

3. Степень регенерации (для цикла Брайтона с регенерацией тепла).

4. Параметры состояния в начальной точке цикла для всех вариантов:

5. Расход воздуха через двигатель .

Вариант задания

π

Δ

Степень регенерации

32, 68

6

5,6

0,61

3.2.1. Расчёт параметров состояния в контрольных точках цикла Брайтона без регенерации тепла (рис.1)

Рис.1. Изображение цикла Брайтона в p - v координатах

Точка 1:

Т1 =288 К

р1 =101325 Па

Уравнение состояния идеального газа ;

.

Точка 2:

Давление:

, где π – степень повышения давления.;

Па;

Температура

, подставляем в формулу, получаем:

К;

Удельный объем:

;

Плотность:

Точка 3:

Давление:

Па;

Температура:

К, где – степень подогрева.

Удельный объем:

;

Плотность:

.

Точка 4:

Давление:

Па;

Температура:

К;

Удельный объем:

;

Плотность:

.

3.2.2. Расчёт энергетических показателей термодинамических процессов цикла Брайтона без регенерации тепла.

Процесс 1-2:

Изменение внутренней энергии рабочего тела, Дж/кг:

;

Деформационная работа, Дж/кг:

;

Техническая работа, Дж/кг:

;

Изменение теплосодержания рабочего тела, Дж/кг:

;

Удельная теплоемкость при постоянном давлении:

;

Количество теплоты, участвующее в процессе:

;

Изменение энтропии рабочего тела:

;

Удельная теплоемкость при постоянном объеме:

(уравнение Майера );

(показатель адиабаты ).

Процесс 2-3:

Изменение внутренней энергии рабочего тела, Дж/кг:

;

Деформационная работа, Дж/кг:

;

Техническая работа, Дж/кг:

;

Изменение теплосодержания рабочего тела, Дж/кг:

;

Количество теплоты, участвующее в процессе:

;

Изменение энтропии рабочего тела:

.

Процесс 3-4:

Изменение внутренней энергии рабочего тела, Дж/кг:

;

Деформационная работа, Дж/кг:

;

Техническая работа, Дж/кг:

;

Изменение теплосодержания рабочего тела, Дж/кг:

;

Количество теплоты, участвующее в процессе:

;

Изменение энтропии рабочего тела:

;

Процесс 4–1:

Изменение внутренней энергии рабочего тела, Дж/кг:

;

Деформационная работа, Дж/кг:

;

Техническая работа, Дж/кг:

;

Изменение теплосодержания рабочего тела, Дж/кг:

;

Количество теплоты, участвующее в процессе:

;

Изменение энтропии рабочего тела:

;

3.2.3. Расчёт энергетических показателей цикла Брайтона без регенерации тепла:

а) - удельная работа сжатия, Дж/кг;

б) - удельная работа расширения, Дж/кг;

в) - работа цикла (свободная энергия на выходе из тепловой машины), Дж/кг;

г) - количество тепла, подведенное к 1 кг рабочего тела в цикле, Дж/кг;

д) - - количество тепла, отводимое от рабочего тела в окружающую среду, Дж/кг;

е) - полезно использованное тепло в цикле, Дж/кг;

Совершенство термодинамического цикла Брайтона без регенерации тепла:

а) - термический КПД цикла Брайтона;

б) - термический КПД цикла Карно. Цикл Карно, состоящий из двух адиабатных и двух изотермических процессов (рис.2) и совершаемый в диапазоне температур Т 1Т 3 , является базовым для любого термодинамического цикла;

в) - совершенство заданного термодинамического цикла Брайтона


Рис. 2 . Цикл Карно в p , v координатах

«1 – 2» - адиабатический процесс сжатия;

«2 – 3» - изотермический процесс расширени –подвод теплоты к рабочему телу

« 3 – 4» - адиабатический процесс расширения;

«4 – 1» - изотермический процесс сжатия – отвод теплоты от рабочего тела ;

3.2.5. Расчёт параметров состояния рабочего тела на входе и выходе из теплообменного аппарата:

а) холодный теплоноситель:

Вход (точка 2): Па;

К;

;

К;

Па;

Выход (точка 2та ): ;

б) горячий теплоноситель:

Вход (точка 4): Па;

;

К;

;

Выход (точка ): Па;

К;

;

;

3.2.6. Количество теплоты, полученное холодным теплоносителем в теплообменном аппарате:

;

3.2.7. Экономия топлива (в процентах) при использовании регенерации тепла составляет:

;

3 .2.8. Совершенство термодинамического цикла Брайтона с регенерацией тепла:

а) ;

б) ;

в) ;

г) ;

3.2.9. Оценка возможности использования регенерации тепла в цикле Брайтона

а) Определяется максимальное значение степени повышения давления из условия (Т 4 ³Т 2 ):

Часть 2. Расчёт теплообменного аппарата.

Исходными данными для решения задачи являются:

1. Параметры состояния на входе в теплообменный аппарат холодного и горячего теплоносителей.

2. Параметры состояния на выходе из теплообменного аппарата холодного и горячего теплоносителей. Значения всех параметров состояния берутся из первой части контрольной работы при расчете цикла Брайтона с регенерацией тепла при оптимальном значении pорт .

3. Массовый расход холодного и горячего теплоносителей G хол =G гор, кг/с.

4. Форма канала – равносторонний треугольник со стороной l 1 для холодного теплоносителя и l 2 для горячего теплоносителя.

5. Скорость течения холодного с 1 и горячего с 2 теплоносителей, м/с.

Значения исходных данных, перечисленных в п.3,4,5, берутся из табл. 3

Вариант

G, кг/с

, мм

, мм

, м/с

, м/с

25, 75

15

2,0

2,0

27

13

3.3.1. При расчете цикла Брайтона с заданной степенью регенерации s р становятся известными параметры состояния холодного (точка «2» или точка «к» и точка «2та » или точка «кта ») и горячего (точка «4» или точка «т» и точка «4та » или точка «тта ») теплоносителей на входе и выходе из теплообменного аппарата.

Точка 2:

Па; Па;

К; К;

; ;

; ;

Точка 4:

Па; Па;

К; К;

; ;

;

3.3.2. Далее рассчитываются:

а) определяющая температура для горячего (Т оп1 ) и холодного (Т оп2 ) теплоносителей (для расчёта критериев подобия):

K;

К;

б) плотность горячего и холодного теплоносителей при данных температурах из уравнения состояния:

в) площадь проходного сечения потока для теплоносителей из уравнения расхода:

где G – массовый расход холодного и горячего теплоносителей, кг/с;

с 1 – средняя скорость движения холодного теплоносителя по каналам теплообменного аппарата,м/с;

с 2 – средняя скорость движения горячего теплоносителя по каналам теплообменного аппарата,м/с;

г) необходимое количество каналов для теплоносителей:

где F кан1 , F кан2 – соответствующие площади поперечного сечения каналов. Для равностороннего треугольника со стороной L 1 или L 2 имеем:

д) по значению температуры Т оп1 (или Т оп2 ) с помощью табл. 5 находятся коэффициенты теплопроводности l1 (или l2 ) и динамической вязкости m1 (или m2 ) теплоносителей методом линейной интерполяции:

Т,

К

T,

oC

r,

кг/м3

Ср,

кДж/кг·К

λ·102 ,

Вт/м·К

а·105 ,

м2

μ·106 ,

Н·с/м2

ν·106 ,

м2

PR

673

400

0.524

1.0352

5.21

9.312

33.06

63.09

0.678

773

500

0.456

1.0387

5.74

11.53

36.20

79.38

0.687

е) эквивалентный гидравлический диаметр канала для горячего и холодного теплоносителей:

ж) число Рейнольдса:

з) число Нуссельта из критериальных уравнений 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 (a1 ) и от стенки к холодному теплоносителю (a2 ):

к) коэффициент теплопередачи:

л) количество теплоты, переданное воздуху в теплообменном аппарате:

м) средний температурный напор в теплообменном аппарате, работающем по схеме противотока, определяется формулой:

н) потребная площадь теплообмена:

о) потребная длина каналов для теплоносителей:

п) ширина теплообменного аппарата:

р) принимая ширину теплообменного аппарата равной В =0.5…0.6 м, находим потребное количество рядов каналов для теплоносителей:

с) высота теплообменного аппарата:

3.3.3. Определяются потери полного давления по газовой и воздушной сторонам теплообменного аппарата:

а) ) при турбулентном движении теплоносителя:

где x - коэффициент сопротивления трения находится по формуле:

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Olya03:07:00 27 августа 2019
.
.03:06:59 27 августа 2019
.
.03:06:59 27 августа 2019
.
.03:06:58 27 августа 2019
.
.03:06:57 27 августа 2019

Смотреть все комментарии (12)
Работы, похожие на Курсовая работа: Оценка термодинамического совершенства цикла Брайтона с регенерацией тепла. Расчёт теплообменн

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(260282)
Комментарии (3521)
Copyright © 2005-2020 BestReferat.ru support@bestreferat.ru реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru