ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ ТЯГИ И УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ТРД И ТРДД ОТ СТЕПЕНИ ПОВЫШЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ЦИКЛЕ

Зависимости Р_уд и С_уд от π для ТРД

Рис. 27.1

Как следует из формулы (27.2), удельная тяга ТРД при заданной скорости полета V определяется лишь значением L_ц. Поэтому характер ее зависимости от π при заданных Δ, η_с, и η_р аналогичен характеру зависимости L_цот π, как показано на рис. 27.1. Очевидно, Р_уд достигает максимального значения при том же π = π_опт, при котором L_ц максимальна, и равняется нулю при значениях π = 1 и π_max = π²_опт, при которых L_ц= 0.

На рис. 27.2 представлена качественная зависимость Р_уд от π при различных значениях Δ. Как видно, увеличение Δ приводит к увеличению L_ц, а, следовательно, и Р_уд. Таким образом, эффективным средством повышения удельной тяги ТРД является повышение Δ = Т_г*/Т_Н за счет увеличения температуры газов перед турбиной Т_г*. Кроме того, Р_уд увеличивается при снижении Т_Н из-за снижения температуры окружающего воздуха. Заметим, что при увеличении Δ также возрастает и значение π_опт.

Рис. 27.2.

Рис. 27.3.

В соответствии с формулой (27.3) при заданной скорости полета С_уд зависит только от полного КПД η_пи обратно пропорционален ему. Поэтому характер зависимости С_уд от π определяется ранее рассмотренной нами зависимостью от π полного КПД ТРД, как покажем на рис. 27.3. Как видно, С_уд достигает минимального значения при некотором значении . Эту степень повышения давления назовем экономической и обозначим . Значение π_эк существенно превышает π_опт. Таким образом увеличение π сверх оптимального значения позволяет снизить удельный расход топлива ТРД.

Зависимости Р_уд и С_уд от π для ТРДД

Для упрощения анализа указанных зависимостей будем считать, как уже принято нами ранее, что расширение в соплах двигателей полное, и скорости истечения газа и воздуха из них одинаковы, т.е. с_с_I = с_с_II = с_с. При этих условиях удельная тяга ТРДД Р_уд = с_с – V.

Рис. 27.4.

Если сравнивать зависимости Р_уд от π двигателей с одинаковыми параметрами цикла, но с различными значениями m, то, как видно из рис. 27.4, увеличение m приводит к снижению Р_уд. Это связано с тем, что при одинаковой L_ц у этих двигателей скорость истечения газов в ТРДД, как следует из формулы (27.1), тем ниже, чем выше m, т. к. в двухконтурном двигателе та же работа цикла распределяется между двумя контурами и причем, чем выше степень двухконтурности, тем ниже с_с и Р_уд. Но оптимальная степень повышения давления при изменении m остается неизменной.

Удельный расход топливаТРДД, как и для ТРД, определяется формулой (27.3), т.е. при заданной скорости полета однозначно зависит только от полного КПД η_п= η_внη_тяг. Поэтому для установления зависимости С_удот p у двухконтурных двигателей установим зависимость от p полного КПД этого двигателя.

Как было показано на одной из недавно прошедших лекций, при одинаковой L_ц внутренний КПД ТРДД несколько ниже, чем у ТРД, из-за наличия гидравлических потерь в наружном контуре. Но тяговый КПД ТРДД выше тягового КПД ТРД, т. к. при одинаковой работе цикла скорость истечения из контуров ТРДД ниже, чем у ТРД. И поэтому потери кинетической энергии с выходной струей у ТРДД ниже. В результате, полный КПД двухконтурного двигателя выше, чем одноконтурного двигателя, а удельный расход топлива соответственно ниже.

Рис. 27.5

Для наглядности отразим всё сказанное на графиках (рис. 27.5). На рис. 27.5, а (верхний график) показана зависимость внутреннего КПД ТРД и ТРДД (при m = 2) от π, на рис. 27.5, б дана аналогичная зависимость для тягового, а на рис. 27.5, в – для полного КПД. Как видно, увеличение тягового КПД более существенно, чем снижение внутреннего КПД, в результате чего полный КПД ТРДД оказывается заметно выше, чем полный КПД ТРД . Соответственно удельный расход топлива у ТРДД оказывается заметно (в данном случае примерно на 20%) ниже, чем у ТРД с такими же параметрами цикла и при такой же скорости полёта.

Отметим также, что, как видно, экономическая степень повышения давления в цикле ТРДД несколько ниже, чем у ТРД.

123

Дата добавления: 2018-05-10; просмотров: 1692;

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОЙ ТЯГИ И УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ТОПЛИВА ТРД И ТРДД ОТ СТЕПЕНИ ПОВЫШЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ЦИКЛЕ

Публикации по технике и механике

Публикации по биологии

Публикации по информатике

Публикации по строительству

Публикации по физике

Публикации по химии

Публикации по электронике

Публикации по искусству

Публикации по истории

Публикации по медицине

Публикации по педагогике