Эффективная работа цикла ТВаД

Под эффективной работой цикла ТВаД понимают работу, затраченную на создание избыточной работы на валу турбины (свободной турбины)

. (1.17)

Характер зависимости определяется изменением внутренней работы цикла L _вн и величины потерь при изменении и (рис. 1.13).

При вся получаемая работа цикла L _вн расходуется на преодоление суммарных гидравлических потерь и привод агрегатов, следовательно, L _е = 0.

При из-за улучшения теплоиспользования в ТРД темп роста L _вн превосходит темп роста

гидравлических потерь, следовательно, увеличивается L _е.

При увеличении L _вн начинает уменьшаться вследствие более энергичного снижения подводимой теплоты ) по сравнению со снижением . Одновременно при увеличении продолжают расти гидравлические потери, поэтому, пройдя максимум при , L _е начинает снижаться.

При внутренняя работа цикла становится равна возросшей суммарной работе, потребной на преодоление гидравлических потерь и привод агрегатов (L _вн = Σ L _r + L _м), следовательно, L _e = 0.

Увеличение при ведет к росту величины подведенного к газу тепла , следовательно, увеличению L _вн. Так как гидравлические потери в процессах сжатия и расширения не изменяются , а тепловые потери в КС возрастают незначительно, то L _e будет расти (см. рис. 3.14.

Одновременно снижение в L _вн доли работы потребной на преодоление потерь приведет к более позднему достижению и .

Эффективный кпд ТВаД

Эффективный кпд η_e показывает, какая часть тепла Q ₁, подведенного к рабочему телу в двигателе, преобразуется в эффективную работу цикла

 

, (1.18)

где n – показатель политропы.

Зависимость

Изменение η_e при изменении (рис. 1.14) определяется взаимным изменением L _e и Q ₁. При увеличении увеличивается температура воздуха за

компрессором , следовательно, уменьшается количество тепла, подводимого к газу в камере сгорания .

1. При , .

2. При , .

3. При , .

При , η_e достигает максимального значения (потери тепла минимальны), то есть удельный расход топлива минимальный (c_{R min}). Из рис. 1.14 видно, что не совпадает с , поэтому при выборе значения приходится идти на компромисс – получить , следовательно, максимальную тягу, или максимальную экономичность .

При с увеличением растет L _e. Так как потери в процессах сжатия и расширения остаются неизменными, то доля подведенной теплоты Q ₁, идущая на совершение эффективной работы L _e, возрастает, и это приводит к росту эффективного КПД (рис. 1.15).

Снижение в L _вн доли работы, потребной для преодоления потерь Σ L _r, приведет к более позднему достижению и, следовательно, .

 

Контрольные вопросы:

 

1. В чем отличие реального цикла от идеального?

2. Дать характеристику процессам, протекающим в реальном цикле.

3. Как связаны внутренняя и эффективная работы реального цикла?

4. Пояснить зависимость эффективной работы цикла от параметров рабочего процесса.

5. Объяснить физический смысл эффективного КПД.

6. Пояснить зависимость эффективного КПД цикла от параметров рабочего процесса.