Файл: Холщевников К.В. Некоторые вопросы теории и расчета ТРД.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 90
Скачиваний: 1
Дальнейшее уменьшение |
Z(r:K)* |
при тех же |
исходных |
дан |
||
ных может привести к т)к* > 1,0, так |
как величина |
CR min |
при |
|||
ближается к значению 0,0, которое в |
реальном |
цикле получено |
||||
быть не может. |
|
то линия b = const |
или 8£i;k* = |
|||
Если принять, что т]к* = const, |
||||||
= const будет показывать влияние о£, |
которое должно изменяться |
|||||
вдоль этой линии по уравнению |
|
|
|
|
|
|
|
(W) |
|
|
|
|
|
|
ч==----------------- |
|
|
|
||
[1 |
+ |
|
|
|
|
|
Для о£кк* = 8,47(Ь = 2,0) |
при т]к* = 0,85 получим: если Z(^K)* = |
|||||
= 1,5, to &s=0,48 и ~к* = 17,6, и, |
когда Z(zK*) = l,0, |
то Ss=0,985 |
||||
а) |
S) |
Фиг. 10. а — Изменение CRn при C/?"min=const и
Мя=1,0.
д'— Изменение 8S и т1К* при CR min=
=const при М//=И,0.
и^к* = 8,6. Соответствующие значения (Тн.* Гг)* опт равны, как и ранее 0,2 и 0,33.
Приведенные примеры показывают, что получить низкую опти мальную температуру газа (или высокое значение Тн*/Т т)* воз можно только при небольших потерях в цикле. С увеличением по терь (в компрессоре или в других элементах) оптимальная тем пература газа возрастает, что было отмечено выше.
Если принять, |
что ~к* = const и т]к* = const, то влияние оБ на |
(ТН/*Т Г*) О!П. будет |
характеризоваться вертикальными отрезками |
изначения о£ могут определяться из пропорции
=/(7*ГД г*) 0
*1Тн ’Тг* ’
где величина с индексом «0» соответствует режиму, принятому за исходный.
45
При уменьшении к. п. д. компрессора или os по мере увели чения -к*, Ctfmin может оставаться постоянным и зависимость
CRa—f{Tr*tТн)* приобретает вид, показанный на фиг. 10, а. На этом графике показаны соответствующие значения оЕ==/(-гк*)
при 7jK*=const |
и значения i]K* = f (s)* |
ПРИ |
= const. |
Наконец, |
||
в случае увеличения к. п. |
д. и |
os по |
мере роста кк* можно |
|||
получить (Г/у/7* |
’г)* опт= const |
при |
всех |
значениях ^к* |
(фиг. И). |
|
При заданном к. п. д. компрессора |
и Зе |
любая температура |
||||
газа может быть, в конечном итоге, оптимальной в случае выбора
Фиг. 11. а — Изменение CR при (7'//*;'7’r*)onT=const и
Мя=1.
<У—Изменение 8S и %* при (7'//*/7'г*)опт= const при Мн?=1,0.
соответствующей степени повышения давления. Последнюю можно находить с помощью кривых, приведенных на фиг. 8 и 9, путем
графического решения уравнения
|
|
|
|
\ |
К ' |
|
|
V |
|
|
|
X |
’-- / |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задаваясь |
рядом |
значений b |
и зная 8S, |
~v, т|к*/[находим |
по |
||||||||
уравнению (1.55) |
I (~к),* |
затем |
по |
кривым, |
показанным на фиг. 8 |
||||||||
и 9, определяем (Тн!*)Т |
от. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Значение |
Z(^K*), |
при котором будет получено |
заданное отно |
||||||||||
шение ТН,*1Т |
будет являться |
искомым. |
|
|
|
|
|||||||
Так, например, если задано |
Тн*’*Т |
= 0,3 (*Т |
= 867° |
абс. |
при |
||||||||
7'я* = 260° абс.), т]к* = 0,83 |
и ох = 0,92, |
то |
для Х7/= 1,0 |
искомая |
|||||||||
степень |
повышения |
давления, |
при которой заданное |
Т/*.1Г г* |
|||||||||
является |
оптимальным, |
будет равна ~к* —9,2. |
|
|
|
||||||||
Если 7’я*'7 |
’г* = 0,25 |
=*(7/ |
1040° абс. |
при |
Тн*~ 260^ |
абс.), |
то |
||||||
■^к* = 20. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Этот пример показывает, что даже при относительно невысо |
|||||||||||||
кой температуре газа |
требуется |
высокая степень |
повышения дав- |
||||||||||
46
ления для того, чтобы эта температура являлась оптимальной. Для сравнения определим для тех же значений температуры газа оптимальную степень повышения давления.
Уравнение для определения оптимальной степени повышения давления можно получить из исходного уравнения (1.52). Для упрощения частные производные целесообразно брать не по сте пени повышения давления, а по /(тгк)*.
Тогда получим
Ф/ (?) =____ 1 . |
(/TWg)' _ а . |
|
Ф(?) |
ф(?) ’ |
/Тт*/г я* |
R' (Дс)
Частная производная от -лс |
|
по |
)Ц* ~к |
имеет вид |
|||
/г,,-1 |
|
|
|
|
|
|
|
k |
== — Ь |
а |
|
frr~1 |
|
|
|
д\ |
I |
- *г |
k?~ 1 |
k |
T>k* |
||
|
|
|
|
|
|
|
■ |
Обозначив |
Y|T |
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
---------- 1- |
|
|
|
oф (?)
ииспользуя полученные значения для производных, получим
kr-\
для коэффициента b — (^K*^ v) *г следующее уравнение:
(1.56)
где через f обозначена та же функция, что и ранее (см. стр. 41).
Уравнение (1.56) также должно решаться графически.
На фиг. 12 и 13 показаны полученные по уравнению (1.56)
поля оптимальных |
значений ття*=}(Т н/Тг)* |
при нескольких зна |
чениях *т]к и 8s. К. |
п. д. турбины и произведение v(pc, как и ранее, |
|
приняты постоянными. Из фиг. 12 находим |
значения тгк. опт ПРИ |
|
Т* н1*Т —0,3 и при |
Т!Тт* = 0,25 соответственно 17,0 и ^34,0. |
|
47
Таким образом, оптимальная степень повышения давления су щественно выше полученных ранее значений ?гЕ.* Однако выигрыш в удельном расходе топлива при увеличении тгк* от 20 до 34 со ставляет не более 44-4,3% даже при сохранении к. п. д., что труд но реализовать.
Кроме того, такое увеличение степени повышения давления
.вызывает увеличение веса и габаритов двигателя.
Этот пример подтверждает высказанное ранее соображение о том, что наивысшей степенью повышения давле ния, целесообразной для применения, является такая, при которой заданная максимальная тем пература газа является оптимальной.
Наконец, если предположить, что достижение irE* = 34 будет возможно при удовлетворительном к. п. д; и приемлемых весовых
данных, то достаточно увеличить температуру газа с 1040° абс. до
1150° абс., чтобы получить при этом тгв* оптимальную температуру газа и дополнительно снизить удельный расход топлива на 2'%.
48
Таким образом, оптимальную по экономичности температуру газа следует считать основным параметром, который в числе дру
гих и должен учитываться при выборе степени повышения давле ния.
При увеличении скорости полета происходит существенное увеличение оптимальной температуры газа даже при одинаковых
як>* V; как показано на фиг. 14, где нанесено поле опти мальных 7* для двух скоростей Мя—1,0 и М/у = 2,5. При этом
ч<?с='
для удобства сравнения на оси ординат отложена абсолютная температура газа в предположении, что высота полета одинако
вая и равна 11 км.
Одновременно следует отметить, что при скорости полета М^ = 2,5 коэффициент давления os будет меньше и это повлечет
за собой дополнительное повышение 7’г.опт,
Вследствие1 роста оптимальной температуры газа при увеличе нии скорости полета, одна и та же температура газа будет в слу чае больших скоростей делаться оптимальной при меньших значе
ниях степени повышения давления..
Так, выше было показано, что при скорости полета, соответ ствующей Мя=1,0, температура газа 1150° абс. будет оптималь ной, если 15к=34* . При М//=2,5 эта же температура газа будет оптимальной при степени повышения давления "к* = 2,6,1 если
1 Если привести эту степень повышения давления к условиям полета при
14=1,0, то она будет равна пяти.
4 К. В. Холщевников. |
49 |
