Главная » Просмотр файлов » Теория и расчёт воздушно-реактивных двигателей под ред. Шляхтенко С.М.

Теория и расчёт воздушно-реактивных двигателей под ред. Шляхтенко С.М. (1014193), страница 7

Файл №1014193 Теория и расчёт воздушно-реактивных двигателей под ред. Шляхтенко С.М. (Теория и расчёт воздушно-реактивных двигателей под ред. Шляхтенко С.М.) 7 страницаТеория и расчёт воздушно-реактивных двигателей под ред. Шляхтенко С.М. (1014193) страница 72017-06-17СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Суммарная степень повышения давления в цикле, как уже отмечалось, слагается из двух компонентов — динамической степени повышения давления ггг, обусловливаемой сжатием набегающего потока во входном устройстве двигателя, и степенью повышения давления в компрессоре 'ут„', определяемой величиной подведенной к компрессору механической работы и температурой на входе в компрессор Т,". При современных максимальных ско- 36 ууаа уааа 7890 7980 7970 78 80 19808 7880 7880 7970 >980 78808 Рис.

1.17. Изменение температуры газа перед турбиной и максимальной степени повыпзеиия давления в компрессоре газотурбинных двигателей по годам ростях полета самолетов, соответствующих М, = 3 ... 3,5, динамическая степень повышения давления в реальных воздухозаборниках достигает 30 ... 50. При дозвуковых скоростях (прн низких значениях Т;) степень повышения давления в компрессорах достигла =30 (см. Рис.

1.17). Суммарная степень повышения давления в ВРД на больших сверхзвуковых скоростях уже достигает 100 „, 150. Иными словами, главным препятствием для дальнейшего увеличения работоспособности рабочего тела в цикле является и будет являться в дальнейшем ограничение, связанное с предельной температурой газа. Это обстоятельство обусловило потребность внедрении в авиационных газотурбинных двигателях (как и в стационарных или транспортных газотурбинных установках) термодинамических циклов более сложных, чем цикл р = = сопз1, позволяющих увеличить работоспособность цикла нли улучшить его КПД при ограниченных температурах газа перед турбиной. Цикл с промежуточным подогревом (ТРДФ). Эффективная работа цикла может быть увеличена за счет увеличения работы Расширения при том же значении Т„*, если после частичного расширения газа в турбине до промежуточного давления 0,' к нему вновь подвести теплоту в дополнительной, так называемой форсажной камере, а затем осуществить расширение до конечного давления ре = и зу в ТРДФ вЂ” Еаа.

ф =.са ф/(2ср';) =-- ср(7фа — 7,,) = т' Рис. 1.18. Сравнение идеальных циклов ТРД (а) и ТРДФ (б) Увеличенная располагаемая работа используется в этом случае для увеличения кинетической энергии газа, истекающего из реактивного сопла. Отсутствие турбины за дополнительной форсажной камерой сгорания позволяет повысить температуру газа перед соплом практически до предельного значения 7ф = 1800 ... 2200 К (при коэффициенте избытка воздуха ссх = 1,1 ... 1,2). Авиационные двигатели с таким термодинамическим процессом получили название турбореактивных двигателей с форсажной камерой— ТРДФ (см. рис.

1.2). Рассмотрим особенности термодинамнческого цикла ТРДФ (н — к — г — т — ф — с — н, рис. 1.18, б), в сравнении с циклом ТРД (н — к — г — с — н, рис, 1.18, а). Степень повышения давления пв и' температуру газов перед турбиной 7„"в обоих циклах примем одинаковыми. В этом случае с точностью до потерь полного давления в форсажной камере величины давления перед соплами ТРД и ТРДФ будут одинаковыми (р," = рф), будут равны также располагаемые степени понижения давления в соплах этих двигателей (пер„„— — р,"/р, = рф/р,).

При этом условии работа расширения газа в сопле и кинетическая энергия газов, выходящих из двигателя (свободная энергия Е„), будут пропорциональны температуре торможения газа перед соплом. Действительно, пренебрегая изменением теплоемкости газа и потерями в процессах расширения, получим для идеальных циклов: в ТРД вЂ” ń—..— с,-"/2р, '= сл(7; — 7,) = е — 1 (1 7 /7;„) = ср7аа 1 — 1/пс, васа Отсюда Есв. ф/Есв = 7ф/74 н сс.

ф/Се = Та 7ф/7а Используя связь свободной энергии с работой идеального цикла (1.8), найдем выражение для относительного увеличения работы цикла ТРДФ (Ееф) по сравнению с циклом ТРД (Е,): Ееф/Ее = 7ф/7' + (1~в/(2Ег))((7ф/7') — 1) (1.33) Увеличение работы цикла ТРДФ в стартовых условиях ($'„= = О) пропорционально степени увеличения температуры газа в форсажной камере 7ф/7,*. При увеличении скорости полета относительный рост работы цикла ТРДФ увеличивается. При практически достигнутых значениях температур 7ф н 7, "увеличение работы цикла ТРДФ на старте может составлять Е,ф/Е, 2 ... 2,3, а при большой скорости полета (порядка 1000 м/с) это отношение возрастает до 3 и более. Сравним КПД идеальных циклов ТРДФ и ТРД при одинаковых параметрах яв и 7„"(см.

рис. 1.18). Термический КПД цикла ТРД с учетом выражения (1.1) может быть записан следующим образом: 11 ьа Ла/Оа 1. +0 %/В+1 ' (1.34) Очевидно, что общее выражение термического КПД справедливо для любого идеального цикла, в том числе и для цикла ТРДФ. Однако здесь в отличие от ТРД подведенная в цикле теплота выражается суммой ь/в = Я, + (/ф (площадь н' — к — г — т — ф — с' — н на рис. 1'.18, б), отведенная теплота Яв выражается площадью н' — ив с — с' — н', а полезная работа цикла Е,ф — заштрихованной площадью н — к — г — т — ф — с — н.

Термический КПД цикла тем выше, чем больше отношение полезной работы к отведенной теплоте Е,Яа в выражении (1.34). Для сравнения циклов ТРД и ТРДФ по этому показателю введем в рассмотрение новый цикл ТРД с тем же значением цх, но с существенно более высокой температурой газа 7„"и (площадь н — к— г — с — н, см.

рис. 1.18, б). Рассматривать такой цикл удобно, в потому что в нем отведенная теплота (;) равна отведенной теплоте а цикле ТРДФ, а термический КПД равен термическому КПД исходного ТРД (вспомним, что х), зависит только от величины пв и не зависит от уровня 7„").

Полезная работа цикла нового ТРД больше работы цикла ТРдФ на величину площади т †г †г,— ф — т, так как в ТРДФ часть тепла 9ф подводится при более низком давлении (р,'), чем в ТРД (р„"). Таким образом, в ТРДФ отношение Е,Яв всегда ниже, чем в ТРД при одинаковой степени 39 гг с рр к' с' р т' д) Рис. 1.19. Изображение циклов с промежуточным подогревом при различных Тг (о) и н (б) повышения давления лв, а следовательно, ниже и термический КПД цикла. Из рис. 1 18, б также следует, чта повышение температуры газа перед турбиной (например, от Т, *да Т„",) при Тф —— = сопз1 увеличивает работу цикла ТРДФ и ега термический КПД, который все же остается ниже КПД цикла ТРД. Прежде чем, перейти к рассмотрению влияния степени повышения давления л на работу и КПД цикла ТРДФ, остановимся на одной его особенности.

Подведенная в цикле теплота может быть выражена зависимостью (Ь = 1;)! + 1сф = ср (Т"- — Т") + + ср (Тф — Т,"). Так как работа компрессора равна работе турбинй, с,(Т„'— Т,") = с, (Т'„— Т;) или при ср = сопз1 с (Т„' — Т„') = ср (Т, *— Т,"). Сделав замену в выражении для 1,1в, получаем = ср (7, *— 7;,) + ср(7ф — 7;) = ср(Тф — Тк)).

Следовательно, общее количество теплоты, подведенной В цикле, зависит только от разности полных тепласодержаний газа в форсажной камере и воздуха на входе в компрессор, независимо от степени повышения давления в цикле лв и температуры газа перед турбиной Т„". Полученная закономерность иллюстрируется на рис. 1.19, а (Тф = сопз1, лв —— сопз1, Т, "= наг) и рис. 1.19, б (Тф —— сапз1, Т„*= сапа1, лв = наг). В первом случае при росте Т,* увеличивается Я! (пл. н' — к — г — т' — н'), а (пл.

т' — т — ф — с' — т') уменьшается, так, что 9в = сапа(. Во втором случае, наоборот, при увеличении лв уменьшается Ят, но растет 11ф, а их сумма Я остается постоянной. Если зафиксировать температуру газа Тф, та максимальная работа цикла ТРДФ достигается при максимальном давлении за турбиной, определяющем максимальную степень расширения в реактивном сопле и максимальную скорость истечения газов 'Это выражение справедаиво и дии ТРЛ (Тф = Тт). 40 » — ! Чк получаем » — ! » †! » 1/л,' = ! — к и* — ! ,„.~Т;ут„' » — ! » Умножая абе части равенства на л„*, дифференцируя правую » — 1 „» часть его па л„"и приравнивая производную нулю, получим оптимальное значение л„*: 1 + еп„'Чт 7'„*!7'„')» — ! Лк ар!— 2 (1.35) Для перехода к лхор! — — л„*,р,лр используем выражение для лр, а также уравнение связи Т„'и Т,: 7„=7„(1+ — ', ' М„').

Характеристики

Тип файла
DJVU-файл
Размер
5,95 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6384
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее