Внутренняя (индикаторная) работа

Внутренней работой действительного цикла называется работа, эквивалентная площади цикла, которая, как видно из рис. 3.8, соответствует разности полезных политропных работ в процессах расширения и сжатия

L_вн = L_п.р – L_п.с (3.19)

Запишем уравнение Бернулли для процесса сжатия 1 килограмма воздуха в ТРД

(3.20)

Работа, подводимая к воздуху в компрессоре, и изменение кинетической энергии воздуха при его торможении от скорости V до скорости с_к расходуется на политропное сжатие воздуха в ТРД L_п.с и на преодоление его гидравлических потерь в процессе сжатия L_r.с.

Принимая допущение, что расходы газа и воздуха равны (М_г = М_в) запишем уравнение Бернулли для процесса расширения 1 килограмма газа в ТРД от сечения к до сечения с

(3.21)

Полезная работа, совершаемая при политропном расширении газа в ТРД, расходуется на вращение турбины L_т, увеличение кинетической энергии газа и преодоление гидравлических потерь в процессе расширения L_r.p.

Подставим в уравнение (3.19) выражения L_п.с и L_п.p из уравнений (3.20) и (3.21) и получим

(3.22)

Работа газовой турбины у ТРД расходуется на привод компрессора и привод дополнительных агрегатов, то есть L_т – L_к = L_м, где L_м – механическая работа привода агрегатов.

Тогда

(3.23)

Внутренняя (индикаторная) работа расходуется на приращение кинетической энергии по тракту двигателя на привод агрегатов и преодоление всех гидравлических сопротивлений.

Эффективная работа цикла трд

Под эффективной работой цикла ТРД понимают работу, затраченную на приращение кинетической энергии рабочего тела по тракту ТРД

. (3.24)

Характер зависимости определяется изменением внутренней работы циклаL_вн и величины потерь при изменении и(рис. 3.10).

При вся получаемая работа циклаL_вн расходуется на преодоление суммарных гидравлических потерь и привод агрегатов, следовательно, L_е = 0.

П

Рис. 3.10. Зависимость

рииз-за улучшения теплоиспользования в ТРДтемп ростаL_вн превосходит темп роста

гидравлических потерь, следовательно, увеличивается L_е.

При увеличении L_вн начинает уменьшаться вследствие более энергичного снижения подводимой теплоты ) по сравнению со снижением. Одновременно при увеличениипродолжают расти гидравлические потери, поэтому, пройдя максимум при,L_е начинает снижаться.

При внутренняя работа цикла становится равна возросшей суммарной работе, потребной на преодоление гидравлических потерь и привод агрегатов (L_вн = ΣL_r + L_м), следовательно, L_e = 0.

Увеличение приведет к росту величины подведенного к газу тепла, следовательно, увеличениюL_вн. Так как гидравлические потери в процессах сжатия и расширения не изменяются , а тепловые потери в КС возрастают незначительно, тоL_e будет расти (см. рис. 3.10).

Одновременно снижение в L_вн доли работы потребной на преодоление потерь приведет к более позднему достижению и.

3.3.3. Эффективный кпд трд

Эффективный кпд η_e показывает, какая часть тепла Q₁, подведенного к рабочему телу в двигателе, преобразуется в эффективную работу цикла

, (3.25)

где n – показатель политропы.