Камера смешения
 |
 |
|
| в палитре | на схеме |
Блок предназначен для расчета для расчета давлений в наружном и внутреннем контурах.
Блок считывает:
- расход и температуру при выходе из разделителя потоков (наружного/второго контура)
- расход и температуру при выходе из турбины (внутреннего/первого контура)
Блок вычисляет:
- полное давление и температуру в камере смешения
- скорости потоков в контурах
- статическое давление в контурах
- давления в контурах (с учетом равенства статических давлений)
Математическая модель
Камера смешения представляет из себя два суживающихся сопла. Так как площади заданы, то рассчитывается скорость потока и статическое давление на срезе из каждого контура.
Давления торможения при входе в камеру смешения из каждого контура моделируется по формуле [1]:
где:
- P*mix — давление торможения при выходе их первого/второго контуров, Па
- Rmix — удельная газовая постоянная рабочего тела, входящих в камеру смешения, из первого/второго контуров, Дж/(кг ⋅ К)
- T*mix — температура рабочего тела (из первого/второго контуров), К
- Vmix — объем контура (первого/второго контуров), м3
- Gin — расход рабочего тела входящих в камеру смешения (первого/второго контуров), кг/с
- Gout — расход рабочего тела (из первого/второго контура) который выходит из суживающейся части контура, до среза камеры смешения, кг/с
Статическое давление определяется по формуле:
где:
- Pcon — статическое давление в камере смешения при выходе из первого/второго контура, Па
- P*con — полное давление в камере смешения при выходе из первого/второго контура, Па
- k — показатель адиабаты
- λ — приведенная скорость истечения из первого/второго контура
При моделировании статические давление в камере смешения между первым и вторым контуром считаются одинаковыми [1].
Расчет температуры после смешения потоков рассчитывается из соотношения энтальпий (по РТМ 1677-83 [3]).
Входные порты
| Имя | Описание | Тип линии связи |
|---|---|---|
| in_outer | Порт подключения блока Разделитель потоков (разделитель с камерой смешения) | ГТД – Газодинамическая |
| in_inner | Порт подключения блока Турбина | ГТД – Газодинамическая |
Выходные порты
| Имя | Описание | Тип линии связи |
|---|---|---|
| out | Порт подключения блока Форсажная КС или Сопло (сопло внутреннего контура) | ГТД – Газодинамическая |
Свойства
| Название | Имя | Описание | По умолчанию | Тип данных |
|---|---|---|---|---|
| Наружный контур | Группа свойств, характеризующих наружный контур | |||
| Коэффициент скорости (Фи-сопла) наружного контура | fi_soplo_outer | Коэффициент скорости реактивного сопла наружного контура (до среза камеры смешения) | 1 | Вещественное |
| Площадь среза наружного контура, м^2 | S_soplo_outer | Площадь среза сопла наружного контура | 0.06 | Вещественное |
| Объём наружного контура до камеры смешения, м^3 | volume_nozzle_outer | Объем наружного контура, используемый при расчете давления торможения при входе в камеру смешения | 0.1 | Вещественное |
| Коэффициент расхода (настройка расчёта) наружного контура | koef_mass_outer | Коэффициент расхода, влияющий на сходимость расчета давления торможения при входе в сопло наружного контура | 1 | Вещественное |
| Коэффициент сохранения полного давления до среза в наружном контуре | Sigma_soplo_outer | Коэффициент сохранения полного давления в наружном контуре | 1 | Вещественное |
| Внутренний контур | Группа свойств, характеризующий внутренний контур | |||
| Коэффициент скорости (Фи-сопла) внутреннего контура | fi_soplo_inner | Коэффициент скорости реактивного сопла внутреннего контура (до среза камеры смешения) | 1 | Вещественное |
| Объём внутреннего контура до камеры смешения, м^3 | volume_nozzle_inner | Объем внутреннего контура, используемый при расчете давления торможения при входе в камеру смешения | 0.1 | Вещественное |
| Коэффициент расхода (настройка расчёта) внутреннего контура | koef_mass_inner | Коэффициент расхода, влияющий на сходимость расчета давления торможения при входе в сопло внутреннего контура | 1 | Вещественное |
| Коэффициент сохранения полного давления до среза во внутреннем контуре | Sigma_soplo_inner | Коэффициент сохранения полного давления во внутреннем контуре (от турбины до камеры смешения) | 1 | Вещественное |
| Камера смешения | Группа свойств, характеризующих камеру смешения | |||
| Коэффициент скорости (Фи-сопла) среза камеры смешения | fi_soplo_mix | Коэффициент скорости на срезе камеры смешения | 1 | Вещественное |
| Площадь среза камеры смешения, м^2 | S_soplo_mix | Площадь среза камеры смешения | 0.242 | Вещественное |
| Объём камеры смешения, м^3 | volume_nozzle_mix | Объем внутреннего контура, используемый при расчете давления торможения при входе в камеру смешения | 0.1 | Вещественное |
| Коэффициент расхода (настройка расчёта) среза камеры смешения | koef_mass_mix | Коэффициент расхода, влияющий на сходимость расчета давления торможения при расчете давления на срезе камеры смешения | 1 | Вещественное |
| Коэффициент сохранения полного давления в камере смешения | Sigma_soplo_mix | Коэффициент сохранения полного давления на срезе камеры смешения | 1 | Вещественное |
| Отношение статических давлений (P2/P1) | p2_p1 | Отношение статических давлений (наружного контура ко внутреннему) при на срезе камеры смешения | 1 | Вещественное |
Параметры
| Название | Имя | Описание | Тип данных |
|---|---|---|---|
| Наружный контур | Группа параметров, определяющих наружный контур | ||
| Статическое давление в камере смешения со стороны наружного контура, кПа | P_soplo_st_outer | Статическое давление в камере смешения со стороны наружного контура | Вещественное |
| Полное давление в камере смешения со стороны наружного контура, кПа | P_soplo_in_outer | Полное давление в камере смешения со стороны наружного контура | Вещественное |
| Степень понижения давления в сопле наружного контура (Пи сопла) | pi_soplo_outer | Степень понижения давления в сопле | Вещественное |
| Скорость газа на срезе наружного контура, м/с | W_soplo_outer | Скорость воздуха на срезе сопла наружного контура | Вещественное |
| Внутренний контур | Группа параметров, определяющих внутренний контур | ||
| Статическое давление в камере смешения со стороны внутреннего контура, кПа | P_soplo_st_inner | Статическое давление в камере смешения со стороны внутреннего контура | Вещественное |
| Полное давление в камере смешения со стороны внутреннего контура, кПа | P_soplo_in_inner | Полное давление в камере смешения со стороны внутреннего контура | Вещественное |
| Степень понижения давления в сопле внутреннего контура (Пи сопла) | pi_soplo_inner | Степень понижения давления в сопле внутреннего контура | Вещественное |
| Скорость газа на срезе внутреннего контура, м/с | W_soplo_inner | Скорость воздуха на срезе сопла внутреннего контура | Вещественное |
| Смеситель | Группа параметров, определяющих смеситель | ||
| Статическое давление в камере смешения, кПа | P_soplo_st_mix | Статическое давление на срезе камеры смешения | Вещественное |
| Полное давление в камере смешения, кПа | P_soplo_in_mix | Полное давление на срезе камеры смешения | Вещественное |
| Скорость газа на срезе камеры смешения, м/с | W_soplo_mix | Скорость воздуха на срезе камеры смешения | Вещественное |
| Степень понижения давления в камере смешения (Пи сопла) | pi_soplo_mix | Степень понижения давления на срезе камеры смешения | Вещественное |
| Температура смеси при выходе из камеры смешения, К | T_out_mix | Температура смеси при выходе из камеры смешения | Вещественное |
Примеры
Примеры использования блока:
Литература
- Добрянский Г.В., Мартьянова Т.С. Динамика авиационных ГТД. — М.: Машиностроение. — 1989 г. — 240 с.
- Руководящий технический материал авиационной техники. РТМ 1677-83. Метод и подпрограмма расчета термодинамических параметров воздуха и продуктов сгорания углеводородных топлив.
- Михальцев В.Е., Моляков В.Д. Расчет параметров цикла при проектировании газотурбинных двигателей и комбинированных установок. — М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. — 2014 г. — 58 с.