- •Имени профессора н.Е. Жуковского кафедра теории авиационных двигателей (№ 17)
- •Раздел 2. Рабочий процесс и эксплуатационные и характеристики авиационных гтд
- •Учебные и воспитательные цели:
- •План лекции:
- •Литература:
- •1. Форсирование гтд прямой реакции
- •14.5.2. Зависимость Руд.Ф и Суд.Ф трддф со смешением потоков от параметров рабочего процесса
- •3. Зависимость степени форсирования от степени подогрева газа в форсажной камере сгорания и скорости полета
14.5.2. Зависимость Руд.Ф и Суд.Ф трддф со смешением потоков от параметров рабочего процесса
Рис. 14.15. Зависимость Руд.ф и
Суд.ф от *к
для ТРДФ (m = 0) и
ТРДДФсм (m =
1,0)
Эффективность использования теплоты Qф, подводимой к газу в форсажной камере сгорания, зависит от схемы двигателя, определяющей уровень давления в этой камере.
Давление за турбиной ТРДД р'т ниже, чем давление рт за турбиной ТРД (см. рис.14.10). Соответственно и давление в форсажной камере ТРДДФ рсм* ниже, чем за турбиной ТРД. Поэтому после подвода теплоты Qф последующая степень расширения газа в сопле ТРДДФ ниже, чем у ТРДФ. Поэтому эффективность использования теплоты в форсажной камере ТРДДФ хуже и, соответственно, Суд.ф выше, а Руд.ф ниже, чем у ТРДФ.
При заданных параметрах цикла давление за турбиной ТРДДФ, а значит и давление смеси рсм* в форсажной камере сгорания, зависят от степени двухконтурности двигателя. Чем она выше, тем ниже это давление и тем ниже эффективность использования теплоты в форсажной камере, т. е. ниже Руд.ф и выше Суд.ф (рис. 14.16). Поэтому в двигателях с m = 4…6 и в двигателях непрямой реакции, в которых давление за турбиной мало, их форсирование сжиганием топлива за турбиной не применяется. Но в ТРДД для истребителей, имеющих небольшое значение m = 0,4…0,6, и в ТРДД для бомбардировщиков с m = 1,3…1,7 такой способ форсирования используется.
Зависимость Руд.ф и Суд.ф ТРДДФсм от при заданной ТН равносильна зависимости этих параметров от Т*г. Если значения к*, Тф* и m заданы и неизменны, то зависимости Руд.ф и Суд.ф ТРДДФ от имеют качественно такой же характер, как и в ТРДФ (рис. 14.14).
Рис. 14.16.
3. Зависимость степени форсирования от степени подогрева газа в форсажной камере сгорания и скорости полета
Степенью форсирования называется отношение тяги двигателя на форсированном режиме его работы к тяге на максимальном режиме, т. е.
, (14.9)
где Р и Рф – тяга двигателя на максимальном и форсажном режиме работы соответственно, а Gв и Gв ф – расход воздуха на этих режимах.
Так как форсаж включается на максимальном режиме работы двигателя при сохранении неизменным режима работы турбокомпрессора, то расход воздуха через двигатель остается неизменным, т. е. Gв = Gв ф. Тогда
. (14.10)
Таким образом, при заданной скорости полета степень форсирования определяется отношением скорости истечения газа из сопла на форсажном режиме работы двигателя к скорости истечения газа на максимальном режиме (см. формулы 14.4 и 14.5 соответственно).
Рис. 14.17. Влияние
Так как давление за турбиной при включении форсажа должно оставаться неизменным и равным давлению за турбиной на максимальном режиме, т. е. , то, пренебрегая различием физических свойств газа на максимальном и форсажнои режимах, получим
. (14.11)
Определив сс из выражения для удельной тяги как сс = Руд + V, а сс.ф из формулы (14.11), и подставив полученные значения в (14.10), получим
. (14.12)
Рис. 14.18. Влияние скорости полета на
Руд ф и Суд
ф
Характер зависимости удельного расхода топлива на форсаже от степени подогрева газа в форсажной камере и скорости полета объясняется следующим образом. При увеличении Тф*/Тт* увеличивается доля теплоты Qф = сп(Тф* - Тт*), сообщаемой газу в форсажной камере, в которой эффективность ее использования ниже, чем в основной камере сгорания. Поэтому относительный удельный расход топлива возрастает (рис. 14.18, б).
При увеличении скорости полета снижается из-за роста полного давления перед двигателем и по всему его тракту, в том числе и в форсажной камере сгорания. Это приводит к более эффективному использованию теплоты в форсажной камере и, соответственно, к снижению .
Разработал служащий РА профессор Р.Федоров
«» ___________ 2008 г.