3. Эффективный кпд тВаД

Эффективный кпд η_e показывает, какая часть тепла Q₁, 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 Q₁. При увеличении увеличивается температура воздуха за

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

1

Рис. 1.14. Зависимость

. При , .

2. При , .

3. При , .

П

Рис.1.15. Зависимость

ри , 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 Q₁, 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 ΣL_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.

Лекция 4. Особенности схем ТВаД и их узлов

Вопросы лекции:

1. Преимущества и недостатки тВаД различных схем;

2. Особенности конструкции тВаД со свободной турбиной;

3. Основные параметры тВаД.

1. Преимущества и недостатки тВаД различных схем

По особенностям конструктивных схем ТВаД подразделяются на одновальные ТВаД (рис.1.16) и ТВаД со свободной (силовой) турбиной (рис. 1.17).

Рис. 1.16. Одновальный (двухвальный) ТВаД

Рис. 1.17. ТВД со свободной турбиной

Преимущества и недостатки одновальных тВаД.

Преимущества:

– простота конструкции;

– малый удельный вес.

Недостатки:

– значительное влияние изменения нагрузки потребителя на выходном валу на работу газогенератора;

– большая потребная мощность стартера при запуске ТВаД, так как необходимо раскручивать ротор с редуктором и потребителем;

– малый запас устойчивости высоконапорного компрессора ΔK_у на нерасчетных режимах. Для устранения этого недостатка при высоких значениях расчетных газогенератор ТВД может быть выполнен по двухвальной схеме.

Преимущества и недостатки ТВаД со свободной турбиной.

Преимущества:

– меньшие габариты и масса редуктора (или его отсутствие), так как СТ может быть рассчитана на n_СТ < n_ТК (обычно n_СТ ≈ 0,6 n_ТК);

– облегченный запуск и меньшая масса стартера, так как необходимо раскручивать только газогенератор;

– лучшая приемистость;

– слабое (только газодинамическое) влияние изменения внешней нагрузки на валу СТ на работу газогенератора;

– простота конверсии авиационных ТРД и ТРДД в ТВаД наземного применения.

Недостаток – более сложная конструкция.