ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ОТ ЧИСЛА ОБОРОТОВ, СТЕПЕНИ СЖАТИЯ КОМПРЕССОРА И ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗОВ ПЕРЕД ТУРБИНОЙ



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ОТ ЧИСЛА ОБОРОТОВ, СТЕПЕНИ СЖАТИЯ КОМПРЕССОРА И ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗОВ ПЕРЕД ТУРБИНОЙ



С увеличением числа оборотов компрессора степень сжа­тия его увеличивается. Характер увеличения степени сжатия при увеличении числа оборотов компрессора показан на рис. 44.

С увеличением степени сжатия изменяется удельный рас­ход топлива. Примерный характер зависимости удельного расхода топлива от степени сжатия (а следовательно, и от числа оборотов) при постоянной температуре газов перед турбиной изображен на рис. 45. Как видно из рисунка, с уве­личением степени сжатия удельный расход топлива сначала уменьшается, достигает наименьшего (минимального) зна­чения, а затем начинает возрастать.

Рис. 44. Зависимость εКОМП от оборотов.

Степень сжатия, при которой удельный расход топлива достигает наименьшего значения, называется экономи­ческой степенью сжатия и обозначается буквой εЭК.

Такое изменение удельного расхода топлива от степени сжатия объясняется взаимодействием двух факторов: коли­чеством тепла, сообщаемого каждому килограмму воздуха, протекающему через двигатель, и эффективностью исполь­зования этого тепла.

Удельный расход топлива определяется по уравнению:

 
 

 

 


где сР – теплоемкость газов при постоянном давлении, Т3 – температура газов перед турбиной, Т2 – температура газов на выходе из компрессора, δ – коэффициент выделения тепла (близок к 1 ≈ 0,97-0,98), НU – теплотворность топлива, РУД – удельная тяга.

Рис. 45. Характер изменения удельного расхода топлива от степени сжатия.

Количество подводимого тепла к каждому килограмму газа равно:

 
 

 

 


Температура газов перед турбиной Т3 ограничена жаро­прочностью материала лопаток турбины. С увеличением степени сжатия (числа оборотов компрессора) температура воздуха на выходе из компрессора Т2увеличивается, так как воздух при сжатии нагревается. Следовательно, раз­ность температур Т3 – Т2с увеличением степени сжатия будет уменьшаться и количество тепла Q, подводимого к каждому килограмму газа, как видно из уравнения, будет тоже непрерывно уменьшаться.

Одновременно с увеличением степени сжатия (до опреде­ленного предела) улучшается эффективность преобразова­ния тепла, получаемого газом, в полезную работу.

В результате при взаимодействиидвух факторов (т. е. пока эффективность преобразования тепла в работу улучшается) удельный расход топлива при увеличении сте­пени сжатия до εЭК уменьшается.

При дальнейшем увеличении степени сжатия свыше εЭКудельный расход топлива начинает увеличиваться. Объяс­няется это тем, что общее количество тепловой энергии, вво­димой в двигатель, вследствие уменьшения Q уменьшается. Та часть ее, которая затрачивается па преодоление гидра­влических потерь в двигателе, остается постоянной, а доля эффективно используемого тепла уменьшается, что и вызы­вает увеличение удельного расхода топлива.

Экономические степени сжатия очень велики. При Т3 = 1200° экономическая степень сжатия больше 20.

Рис. 46. Характер изменения удельного расхода топлива от температуры Т3.

Температура газов перед турбиной Тз сильно влияет на удельный расход топлива, при условии, что режим полети и степень сжатия остаются неизменными.

Зависимость удельного расхода топлива от температуры Т3показана на рис. 46. Как видно из рисунка, с ростом температуры газов перед турбиной удельный расход топлива сначала резко уменьшается, достигает наименьшего значе­ния при Т3ЭК затем начинает увеличиваться.

Такой характер изменения удельного расхода топлива объясняется изменением доли тепла, используемого в ТРД, и доли тепла, уносимого выхлопными газами (вспомните тепловой баланс двигателя).

Газовая турбина может преобразовать в механическую работу только определенное количество тепловой энергии — 40 - 60 калорий на килограмм газа, чему соответствует перепад температур на одну ступень турбины 150—250°, Часть оставшейся тепловой энергии преобразуется в ско­рость в реактивном насадке, а остальная тепловая энергия теряется с выхлопными газами.

С увеличением температуры газов, подходящих к тур­бине, до Т3ЭК турбина использует увеличение тепловой энергии, преобразуя ее в работу. Одновременно увеличи­вается скорость истечения газов, что вызывает увеличений тяги двигателя, Следовательно, эффективность использова­ния тепла улучшается и удельный расход топлива умень­шается до минимального.

При дальнейшем увеличении температуры газов, подхо­дящих к турбине (свыше Т3ЭК), турбина срабатывает тот же перепад температур 150—250°. Поэтому температура газов, выходящих из турбины и реактивного насадка, уве­личивается. Благодаря этому потери с выходной скоростью и теплом выхлопных газов увеличиваются, увеличивается и удельный расход топлива.

При существующих знaчениях температур газов перед турбиной дальнейшее уменьшение удельных расходов топ­лива у ТРД может быть достигнуто только за счет увеличе­ния степени сжатия.



Последнее изменение этой страницы: 2016-07-14; просмотров: 236; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.165.57.161 (0.042 с.)