Файл: Вопросы Адиабатная и действительная работа турбины. Потери в турбине, кпд турбины. Тема Процессы, протекающие в элементах гтд.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.04.2024
Просмотров: 5
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Теория авиационных двигателей
Вопросы:
5.
Адиабатная и действительная работа турбины. Потери в турбине, КПД турбины. Тема 2.2. Процессы, протекающие в элементах ГТД
Задание на самостоятельную работу:
А.А. Сенечкин, Теория авиационных двигателей часть, стр. Урок 35 Газовые турбины ГТД.
Вопросы:
5.
Адиабатная и действительная работа турбины. Потери в турбине, КПД турбины. Тема 2.2. Процессы, протекающие в элементах ГТД
Задание на самостоятельную работу:
А.А. Сенечкин, Теория авиационных двигателей часть, стр. Урок 35 Газовые турбины ГТД.
Газовая турбина служит для преобразования внутренней энергии газового потока в механическую работу в виде крутящего момента, который направляется на привод компрессора и агрегатов, а в ТВД - на воздушный винт, в ТВлД - на привод несущего и хвостового винтов.
В турбинах ГТД рабочим телом являются продукты сгорания ТВС в камере сгорания
????
????
=
????
???? − 1
???? ????
3
− ????
4
;
????
????
=
????
????−1
????????
3
(1 −
????
4
????
3
);
????
????
=
????
????−1
????????
3
(1 −
????
4
????
3
????−1
????
); Из адиабатного процесса
????
4
????
3
=
????
4
????
3
????−1
????
????
????
=
????
3
????
4
– степень понижения давления на турбине (отношение давлений перед и за турбиной
В турбинах ГТД рабочим телом являются продукты сгорания ТВС в камере сгорания
Адиабатная работа расширения турбины, отводимая от газа, может быть подсчитана путем применения уравнения энергии i*
4
+
L
T
????
???? − 1
????????
3
+
????
3 2
2
=
????
???? − 1
????????
4
+
????
4 2
2
+ Т
= i
3
– i
4
+
????
2 3
−????
2 4
2
= i*
3
- i*
4 ;
????
3
≈ ????
4;
4
+
L
T
????
???? − 1
????????
3
+
????
3 2
2
=
????
???? − 1
????????
4
+
????
4 2
2
+ Т
= i
3
– i
4
+
????
2 3
−????
2 4
2
= i*
3
- i*
4 ;
????
3
≈ ????
4;
????
????
=
????
???? − 1
???? ????
3
− ????
4
;
????
????
=
????
????−1
????????
3
(1 −
????
4
????
3
);
????
????
=
????
????−1
????????
3
(1 −
????
4
????
3
????−1
????
); Из адиабатного процесса
????
4
????
3
=
????
4
????
3
????−1
????
????
????
=
????
3
????
4
– степень понижения давления на турбине (отношение давлений перед и за турбиной
ад − 1
????????
3
(1 Где
????
???? ад- адиабатная работа расширения - показатель адиабаты газа - газовая постоянная;
Т
3
- температура газа перед турбиной
π
T
- степень понижения давления газа турбины.
Адиабатная работа расширения прямопропорциональна начальной температуре и степени понижения давления газа на турбине. Из формулы видна зависимость адиабатной работы от природы газа. Физически это означает, что для большей работы турбины необходимо повышать давление и температуру перед турбиной. Это, как ив КС, в настоящее время сдерживается недостатком жаростойкости материалов
????????
3
(1 Где
????
???? ад- адиабатная работа расширения - показатель адиабаты газа - газовая постоянная;
Т
3
- температура газа перед турбиной
π
T
- степень понижения давления газа турбины.
Адиабатная работа расширения прямопропорциональна начальной температуре и степени понижения давления газа на турбине. Из формулы видна зависимость адиабатной работы от природы газа. Физически это означает, что для большей работы турбины необходимо повышать давление и температуру перед турбиной. Это, как ив КС, в настоящее время сдерживается недостатком жаростойкости материалов
Действительная (эффективная) работа, развиваемая газом в турбине, меньше адиабатной на величину суммы всех потерь, имеющих место в турбине. Она может быть определена по уравнению Бернулли:
????
Э.Т
= ????
П.Т
− ????
Г.Т
−
с
4 КПД турбины показывает какая часть адиабатной работы расширения превращается в действительную, и учитывает следующие потери рассматривались при изучении компрессоров гидравлические, теплообмена, перетекания в радиальных зазорах и трение в опорах. Для турбин современных двигателей адиабатный КПД лежит в пределах 0,8-0,94.
????
????
=
????
Д.Т
????
Ад.Т
????
Э.Т
= ????
П.Т
− ????
Г.Т
−
с
4 КПД турбины показывает какая часть адиабатной работы расширения превращается в действительную, и учитывает следующие потери рассматривались при изучении компрессоров гидравлические, теплообмена, перетекания в радиальных зазорах и трение в опорах. Для турбин современных двигателей адиабатный КПД лежит в пределах 0,8-0,94.
????
????
=
????
Д.Т
????
Ад.Т
Гидравлические потери складываются из профильных, концевых и вторичных (индуктивных) потерь.
Профильные потери возникают вследствие трения и вихреобразования воздуха при обтекании поверхностей неподвижных и вращающихся лопаток, а также включают волновые потери.
Концевые потери возникают при трении о кольцевые поверхности корпуса и ротора, ограничивающие проточную часть компрессора. Концевые потери становятся довольно существенными в ситуациях с короткими лопатками. Поэтому при проектировании компрессора не допускают чрезмерно коротких лопаток
Профильные потери возникают вследствие трения и вихреобразования воздуха при обтекании поверхностей неподвижных и вращающихся лопаток, а также включают волновые потери.
Концевые потери возникают при трении о кольцевые поверхности корпуса и ротора, ограничивающие проточную часть компрессора. Концевые потери становятся довольно существенными в ситуациях с короткими лопатками. Поэтому при проектировании компрессора не допускают чрезмерно коротких лопаток
Вторичные (индуктивные) потери возникают вследствие дополнительных (вторичных) течений воздуха, накладываемых на основное течение. Вторичные потери связаны с радиальным перетеканием, течением через радиальные зазоры между концами рабочих лопаток и корпусом компрессора, а также с образованием так называемого парного вихря, срываемого с верхней и нижней частях спинки лопатки. Эти вихри образуются вследствие разности давлений на выпуклой и вогнутой поверхностях лопатки (на вогнутой больше, чем на выпуклой).
Тепловые потери связаны с отдачей теплоты через стенки во внешнюю среду. При изучении процессов, происходящих в лопаточных машинах (компрессорах, турбинах, обычно теплообменом с окружающей средой пренебрегают.
Механические потери — это в основном потери на трение в подшипниках
Тепловые потери связаны с отдачей теплоты через стенки во внешнюю среду. При изучении процессов, происходящих в лопаточных машинах (компрессорах, турбинах, обычно теплообменом с окружающей средой пренебрегают.
Механические потери — это в основном потери на трение в подшипниках
