Основные сечения потока

Н–Н – невозмущённый поток перед двигателем

Вх–Вх – вход во входное устройство

В–В – вход в компрессор

К–К – выход из компрессора

Г–Г – вход в турбину

Т–Т – выход из турбины

С–С – выход из реактивного сопла

Кр–Кр – критическое сечение

Сокращения

ТДС – термодинамические системы

ГТД – газотурбинный двигатель

ДВС – двигатель внутреннего сгорания

ИТ – источники теплоты

ИР – источники работы

РТ – рабочее тело

КПД – коэффициент полезного действия

мм.рт.ст. – миллиметры ртутного столба

мм. водян.ст. – миллиметры водяного столба

атм. – физическая атмосфера

ЛА – летательный аппарат

АД – авиационный двигатель

СА – сопловой аппарат

МСА – международная стандартная атмосфера

ЭВМ – электронные вычислительные машины

Используемые индексы

* – параметры заторможенного потока

О – параметры при работе на стенде (V_п = 0)

Н – параметры невозмущённого потока

Вх – параметры на входе во входное устройство

В – параметры на входе в компрессор

К – параметры на выходе из компрессора

Г – параметры на входе в турбину

Т – параметры на выходе из турбины

С – параметры на выходе из реактивного сопла

кр – параметры в критическом сечении

ад. – адиабатный

а – осевое

u – окружное

вх. у. – входное устройство

вых. у. – выходное устройство

в – воздух

внешн. – внешний

вн. – внутренний

г – газ

ид. – идеальный

исх. – исходный

кр. – критический

к.с. – камера сгорания

к – компрессор

кин. – кинетическая

мех. – механический

max – максимальный

min – минимальный

несж. – несжимаемый

opt – оптимальный

пот – потенциальный

р – расширение

СА – сопловой аппарат

с – сопло

сж – сжатие

см – смесь

ср – средний

с.р. – степень располагаемая

ск – скачок уплотнения

т – турбина

техн – технический

t – термический

r – трение, радиальное

ун – универсальный

ц – цикл

Σ – суммарный

η – коэффициент полезного действия

i – компонент, доля компонента

Предисловие

Дисциплина «Термодинамика и теплопередача» является базовой для изучения ряда специальных дисциплин и вместе с тем имеет самостоятельное значение для подготовки авиационного инженера.

Знание этой дисциплины необходимо для понимания и расчёта процессов, протекающих в элементах летательных аппаратов и их силовых установок, анализа совершенства авиационных двигателей и холодильных установок, определения температурного состояния деталей авиационных конструкций, понимания принципов действия систем их тепловой защиты и работы теплообменных аппаратов.

Настоящее пособие написано в соответствии с рабочей программой дисциплины «Термодинамика и теплопередача» по направлению подготовки 162001 Эксплуатация воздушных судов и организация воздушного движения и профилю подготовки (специализация) «Организация технического обслуживания и ремонта воздушных судов» и состоит из трёх разделов: раздел I – техническая термодинамика; раздел II – основы газовой динамики; раздел III – теплопередача.

При создании пособия автор исходил из необходимости в небольшом объёме изложить теоретические основы дисциплины на уровне современных достижений термодинамики и теплопередачи, подчинив изложение материала задачам подготовки авиационного инженера.

В соответствии с этим настоящее пособие отлично от других аналогичных изданий большим вниманием к физической сущности изучаемых явлений, несколько иным распределением материала по темам и авиационной направленностью. В частности, в первом разделе учебного пособия более подробно описаны первый и второй законы термодинамики, вопросы исследования идеальных циклов тепловых двигателей, основной задачей которых является определение степени преобразования подведённого тепла в работу, оцениваются пути повышения эффективности циклов тепловых двигателей, что вызвано важным значением этих тем для подготовки авиационных специалистов. Изложение построено на примерах авиационной техники с решением практических задач по большинству тем раздела пособия.

В своей работе автор опирался на многолетний научный и учебно-методический опыт высших авиационных учебных заведений Министерства обороны Российской Федерации и СПГУ гражданской авиации.

Автор выражает глубокую признательность рецензентам пособия:

за высказанные ими предложения, направленные на улучшение рукописи. Особую благодарность автор выражает студентам инженерно-технического факультета СПГУ гражданской авиации Межину К.А., Байбородиной М.В., Лазареву В.В. в наборе текста и выполнения иллюстраций к данному пособию.