Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Зависимость удельных параметров двигателя от суммарной степени повышения давления




 

Влияние суммарной степени повышения давления на удельные параметры двигателя рассмотрим при условии сохранения постоянной температуры газа перед турбиной.

Зависимости удельной тяги и общего КПД от суммарной степени повышения давления имеют максимум, а удельного расхода топлива – минимум (рис. 7.3). Максимум удельной тяги всех трех типов ГТД совпадает с максимумом работы цикла, т.е. достигается при оптимальной степени повышения давления p S opt и объясняется противоположным влиянием на L e двух факторов: увеличением термического КПД с ростом p S и одновременным уменьшением количества подведенного тепла.

 

 

б)
а)

в)

  Рис. 7.3. Зависимости удельной тяги(а), КПД(б)и удельного расхода топлива(в)от p S (обозначения по рис. 7.1; T *г = 1600 К)    

Максимум общего КПД и минимум удельного расхода топлива достигаются при суммарной степени повышения давления, которую называют экономической p S эк. Наличие максимума КПД h о (минимума C уд) объясняется противоположным влиянием этих же двух факторов, однако на величину h о (C уд), строго говоря, влияет не уменьшение количества подведенного тепла, а возникающее в результате этого увеличение доли тепла, идущего на преодоление гидравлических потерь, т.е. уменьшение коэффициентов гидравлических потерь h r I и h r II (см. разд. 5.5 и 6.3).

Разные типы ГТД имеют различные значения p S эк. Для ТВД p S эк= p ¢S (максимум общего и эффективного КПД достигается при одинаковом p S), так как КПД движителя h джТВД сохраняется практически постоянным в диапазоне величин p S, близких к p ¢S. Для ТРД величина p S эк > p ¢S, поскольку в диапазоне степеней повышения давления от p ¢S до p S эк общий КПД возрастает вследствие увеличения полетного КПД и преобладающего влияния его на h о (см. рис. 7.3, б). По интенсивности изменения функции h п = f(p S) ТРДД занимает промежуточное положение между ТРД и ТВД. Такое же положение занимает и экономическая степень повышения давления ТРДД, т.е.

 

p SэкТРД > p SэкТРДД > p SэкТВД = p ¢S.

 

Экономическая степень повышения давления и экономическая температура зависят от одинаковых параметров, но влияние этих параметров на T *г эк и p Sэк противоположно. Увеличение степени двухконтурности, скорости полета или потерь в узлах сопровождается снижением коэффициента гидравлических потерь (6.13), влияние второго фактора усиливается, что и приводит к снижению p S эк. Кроме того, p Sэк зависит от температуры газа перед турбиной, увеличиваясь с ростом T *г. Для идеального ГТД экономическая степень повышения давления равна предельной p Sпр, т.е. увеличение p S сопровождается непрерывным снижением удельного расхода топлива. При изменении p Sэк изменяется, следовательно, и характер функции C уд = f(p S): с увеличением p Sэк расширяется диапазон, в котором удельный расход топлива снижается по p S (левая ветвь функции).

При минимальной степени повышения давления p S min удельная тяга и общий КПД равны нулю, а удельный расход топлива стремится к бесконечности.

Для ТРД p S min = 1, при этом работа цикла и эффективный КПД равны нулю. Для ТРДД и ТВД p S min > 1 и Le > 0, при этом вся работа цикла затрачивается на преодоление гидравлических потерь в наружном контуре ТРДД (винте ТВД), т.е. L e = L r II m, а коэффициент гидравлических потерь и, соответственно, КПД движителя равны нулю. Так как с ростом степени двухконтурности гидравлические потери увеличиваются, то

 

p SminТВД > p SminТРДД > p SminТРД.

 

При предельной степени повышения давления p Sпр, когда подведенное тепло, уменьшаясь, становится равным потерям в обоих контурах двигателя, удельная тяга и общий КПД также обращаются в нуль, а удельный расход топлива стремится к бесконечности.

Для ТРД p S пр определяется по формуле (5.9а), и при p S = p S пр работа цикла равна нулю. Для ТРДД и ТВД работа цикла в предельной точке больше нуля, она затрачивается на преодоление гидравлических потерь в наружном контуре (винте). Поэтому

 

p SпрТВД < p SпрТРДД < p SпрТРД.

 

Следует иметь в виду, что на двигателях, предназначенных для дозвуковых пассажирских и транспортных самолетов, реализованные в настоящее время степени повышения давления незначительно превосходят оптимальные, но существенно меньше экономических (p S эк, как и p ¢S, в 2 … 4 раза превышают p S opt). Поэтому дальнейшее увеличение p S (p *к) на этих двигателях приводит к незначительному изменению удельной тяги, поскольку в окрестностях максимума функция P уд = f(p S) пологая, а удельный расход топлива с увеличением p S, как правило, снижается – это главная закономерность его изменения по p S, а увеличение p *к – основная тенденция развития авиационного двигателестроения. За семидесятилетнюю историю ГТД степень повышения давления в компрессоре p *к0увеличилась от 3 … 5 до 40 … 45, т.е. примерно в 10 раз.

По рис. 7.3 можно сравнить удельные параметры трех основных типов ГТД при одинаковой суммарной степени повышения давления. Отличия двигателей по величине удельного расхода топлива и по характеру его изменения в зависимости от p S (как и от T *г.эк) являются следствием их различия по КПД h дж.

Рассмотренные в этом разделе закономерности применимы к анализу влияния степени повышения давления в компрессоре на удельные параметры газотурбинных двигателей, что можно проследить по приведенным рисункам, имея в виду, что p S и p *к связаны формулой (5.8).

б)
а)

 

Рис. 7.4. Зависимости удельной тяги ТРДД (а) и удельного

расхода топлива (б) от параметров цикла (T н = 216 К, V п = 230 м/с, m = 6)

 

В гл. 5 было показано, что оптимальная степень повышения давления в компрессоре p *к opt, соответствующая максимуму удельной тяги, значительно уменьшается с увеличением скорости полета (см. рис. 5.6). Еще значительнее уменьшается экономическая степень повышения давления p *к.эк = p Sэк / p V s вх, так как с увеличением V п величина p Sopt сохраняется неизменной, а p Sэк снижается.

Проведенный в разд. 7.2 анализ позволяет сделать вывод о том, что температура газа перед турбиной и степень повышения давления оказывают на параметры двигателя весьма значительное влияние (рис. 7.4). Двигатель с невысокими значениями T *г и p S (p *к) не может быть экономичным. В этом смысле параметры цикла на удельную тягу и удельный расход топлива оказывают определяющее влияние.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2017-01-21; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1499 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Студент может не знать в двух случаях: не знал, или забыл. © Неизвестно
==> читать все изречения...

2869 - | 2428 -


© 2015-2025 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.007 с.