Оглавление:
Циклы реактивных двигателей
- Цикл реактивного двигателя В конце Второй мировой войны двигатель Jet 1 появился на самолете. Самолеты, оснащенные поршневым двигателем, могут развивать максимальную скорость до 800 км / ч, а самолеты, оснащенные реактивным двигателем, могут развивать максимальную скорость более 3000 км / ч. Однако эта скорость не является ограничением такого самолета. Эта разница в
скорости объясняется тем фактом, что реактивный двигатель относительно легкий и Hfot, и может достигать большой производительности. Он называется реактивным двигателем, потому что энергия топлива преобразуется в кинетическую энергию газового
простой в конструкции по сравнению с сравниваемым Людмила Фирмаль
потока, и результирующая сила реакции используется как тяговое усилие. Она равна p = m (wr-wj Где рН — масса продуктов сгорания, образующихся за 1 секунду, кг! sec \ wv — скорость истечения газа из сопла. wc — скорость самолета. В настоящее время турбовинтовой двигатель в сочетании с тягой добился значительных успехов от реакции гребного винта и жидкости. Воздушно-реактивные
двигатели (WFD) можно разделить на двигатели с прямым потоком, которые сгорают с p = const в зависимости от процесса теплоснабжения. И пульсирует при горении с помощью v-const. Они несжатые и с турбонаддувом. Рис. 18 15 Рисунок 18-16 Идеальный цикл WFD такой же, как для газовой турбины, а подвод тепла составляет v-const и p = const. На рисунке 18-15 показан двигатель
- прямого потока с подводом тепла при p = const. Двигатель состоит из диффузора / камеры сгорания 2, в которой воздух сжимается, а топливо вводится в камеру сгорания 2 через ряд форсунок. Воспламенение горючих смесей происходит от электрических искр. Выход газа создается из струйного сопла 3, и давление газа падает до
атмосферного давления. Степень сжатия, создаваемая диффузором, не очень велика, поэтому КПД двигателя достаточно высок только при очень высоких скоростях полета. , (турбореактивным двигателем), сжатый воздух в диффузоре дополнительно сжимается турбокомпрессором, приводимым в движение газовой турбиной за камерой сгорания. Эффективность
Когда называют турбореактивным реактивным двигателем или турбореактивным двигателем Людмила Фирмаль
такого двигателя из-за увеличенной степени сжатия намного выше, чем у несжатого двигателя, даже при относительно низких скоростях полета. Поэтому турбореактивные двигатели широко используются в современной авиации. С термодинамической точки зрения эти двигатели в основном ничем не отличаются друг от друга. Идеальный цикл, выполняемый двигателем постоянного тока и турбореактивным двигателем, такой же, как у газовой турбины, где
тепло подается на процесс с p = const (см. § 18-2). Следовательно, тепловой КПД ВРД составляет L <= 1 _ 1 / p / * = 1 л / ре, 0 ° 286 = 0,482. ■ Пример 18-2 В цикле газовой турбины с подачей тепла v = -const начальные параметры рабочего тела: pt = 1 бар и 7 \ = 300 ° К. Степень повышения давления в процессе адиабатического сжатия составляет p = / VPi-> 10. к = 1,4. Температура в точке 3 не должна превышать 1000 ° К. Рабочая жидкость — воздух. Постоянная теплоемкость, расчет
производится на каждый кг гидравлической жидкости. Определите все ключевые параметры, расширение, сжатие и полезную работу, количество подводимого и отводимого тепла, тепловой КПД цикла. Начальный удельный объем рабочей жидкости. = RTJPl = (287 • 300) / 105 = 0,86 м * / кг. Параметры пункта 2: p2 = pi * 10 = 10 бар \ T2 / TL = (p2 / pL) {k до l) / fc ‘> T2 = 300,10 °’ 28G = 580 ° K; o, = RT2 / p2 = (287,580) / ( 10-10) = 0,17 м * / кг Точка 3 параметра. T3 = 1000 ° K; = 0,17 мкКг: серия / p2 = 7UT2; p3 = 10 (1000/580) = 17,25 бар. Параметры пункта 4: р4 = 1 бар; Φ * = (pJp, Y’k \ vx = 0,17-J7,250,7,4 = 1,27 м * / кг \ Tx = tWtf = (10-5-1,27) / 287
= 443 ° К. Компрессионная работа A = pL (s; 4-i) + Г1 / (/ е-1) 1 (p2v2-pxvx) = 105 (1,27-0,86) + -. + (I0V0,4) (10-0, 17-0,86) = 242 кДж / кг. Расширение работы / 2 • = 11 /(/g-1)1(p2v0-pm)=(105/0.4)(17.25-0.17-1.27)= = 400 кДж / кг; Полезная работа / = / 2- = 400-242 = 158 кДж / кг Количество поставляемого тепла = с0 (Т9-Т2) = 0,72 (1000-580) = 302 кДж / кг. Количество отводимого тепла <? 2 = ср (G4-Tx) = 1,008 (443-300) = 144 кДж / кг, эффективно используемое тепло • q = qx-q% = 302-114 = 158
кДж / кг. Цикл тепловой эффективности ^ = i / qi = 158/302 = 0,524, или ^ l-1 pU-l) A (X_j) -1 10 ° ■ 28е (1,73-1) U ‘ Пример 18-3 Температура во всех точках теоретического цикла газовой турбины с подводом тепла p = const и цикла газовой турбины при максимальной регенерации (см. Рис. 18.4), а также эффективность этих циклов (= 25 ° С, увеличьте давление компрессора, чтобы определить, известна ли степень) p = p2 / pi = 5, температура газа перед соплом турбины t3 = 800 ° C. Рабочая
жидкость — воздух. Постоянная теплоемкость. Цикл 12341 идеален, а цикл 1273481 является окончательной регенерацией. Определите температуру в каждой точке цикла. T2 = T1p (* -p / A = 298-50,28v = 473 ° К; T4 = ‘(G3-T )) / T2 = (1Q73-298) / 473 = 677 ° K. Идеальный тепловой КПД газотурбинного цикла: VID = 1 ~ qjqi-1- (Л ~ — = .1- (677- -298) / (1073-473) = 0,368, или LU = 1 — RlLYa = 1-1 / 5 ° 2I = o.368- Тепловая эффективность
газовой турбины с предельной регенерацией r \ Pr «IJq, per = CT, -Tt) — (T, -Tj) HT9-fj = 1 (1073-677) — (473-298) 1 / (1073.-677) = 0,558, Или = 1- (TJT,) = 1- (298/677) = 0,558 Пример 18-4. Определите термический КПД идеального цикла газовой турбины, работающего с подачей тепла p = const, и фактический термический КПД цикла. Другими словами, принимая во внимание необратимость процесса расширения и сжатия турбины и компрессора, внутренний относительный КПД
турбины и компрессора равен% uoo = 0,88 11 L com = 0,85. В этой установке tx-20 ° С, степень повышения давления компрессора р = 6, температура газа перед соплом турбины / 3 = 900 ° С. Характеристика рабочей жидкости — ментальная, ее теплоемкость постоянна и принимает адиабатический индекс, равный D? = 1.4. Определите температуру в каждой точке цикла. 7 * 2 = Г ^^ — ГА = 293-6 ° 280 = 488 ° К; Tx-TZTJT% = (1173 * 293) / 488-704 ° К. Температура в точке 5
определяется с использованием внутренней относительной эффективности компрессора. Th = (T, G1) / t! Com + 7 \ = (488-293) / 0,85 + 293 = = 523 ° К Температура в точке 6 определяется с использованием внутренней относительной эффективности турбины. tv = T3-chturb (T3-T4) = 1173-0,88 (1173-704) = 760 ° K. Тепловая эффективность идеального газотурбинного цикла h / 7d = G- (G4-T1)! (T3-T2) = 1- (704-293) / (1173-488) — • = 0,40, Фактический тепловой КПД цикла газовой турбины составляет T) LU = 1- (G8-T1) / (T3-G5) = 1- (760-293) / (1173-523) = -0,28.
Смотрите также:
Решение задач по термодинамике
| Цикл ГТУ с подводом теплоты в процессе v = const | Цикл Карно для водяного пара |
| Сравнение циклов ГТУ | Влияние основных параметров на величину к. п. д. цикла Ренкина |
