2 6)Схема и термодинамический цикл твд в т-s координатах.

Известны отличные конструктивные схемы ТВД . Простейший двигатель –одновальный. Большое достоинство такого двигателя – его хорошая приемистоть, однако, одновальность двигателя затрудняет согласование работы компрессора, турбины и винта. Другой распространенной схемой является ТВД с однокаскадным компрессором и так называемой свободной турбиной, расположенной на отдельном валу и служащей только для привода винта. Именно по такой схеме обычно выполняются ГТД для вертолетов. Этот более гибок, требует меньшей мощности пусковых устройств, чем одновальный двигатель, но отличается худшей приемистостью. Находит применение также и, ТВД с двухкаскадным компрессором, у которого винт и компрессор низкого давления приводятся отдельной турбиной. По свойствам ТВД с двухкаскадным компрессором занимает промежуточное положение между одновальным ТВД и ГТД со свободной турбиной.

27.

Термодинамический расчет ГТД. Основные уравнения математической модели для установившихся режимов.

Термогазодинамический расчет двигателя. на РР выполняется по математической модели ГТД, которая определяет физическое взаимодействие м/у ТГД параметрами д. в различных сечениях довоздушного тракта.

ММ бывают разных уровней: 0 1 2

Для 0 Р_уд , С_уд =f(π_к^* , Т_г^*)

1уровень – используются уравнения взаимосвязи и параметров в различных сечениях тракта. С_р=const

Характеристика М 2уровня

Учитывается переменная теплоемкость по каждому из узлов входящих в двигатель применяется математическая модель узла 1уровня.

1. G_гт = G_гс (для сопла)

2. G_вк+G_т= G_гг (для к/с)

3. G_гг+G_{в охл}=G_гт

Построение математической модели двигателя начинается с определения взаимосвязей м/у параметрами движущегося газовоздушного потока, при этом в основе определения взаимосвязей лежат: 1 – баланс расходов рабочего тела (Ур. Нер. Которое применяется для каждого узла д.)

2) баланс температур (Ур. Сохр. Эн.)

Уравнение сохранения энергии применяется в тепловой форме

i - энтальпия

i+c²/2=i^* i^*=C_pT^*

Изменение энтальпии (теплосодержащая) в каждом узле д. определяется только процессами происходящими в этом узле.

i_в^*+h_k=i_k^* ; G_вT_в^*+L_k=C_pвT_k^* ; ∆i^*_(в-к) ; h_k=C_p(T_k^*-T_в^*); i_k^*+∆i^*_(к-г)=i_г^*; i_т^*=i_c^*

С_ргТ_т^*=С_рiТ_с^*; Т_г^*=Т_с^*; Т_т>>Т_с

3) Баланс давлений (измен-е давлен-й связка с процессами происходящими в узлах) P_k^*=P_в^* π_к^* (для комп-ра); P_г^*=Р_к^*σ_кс (для К/с); Р_т^*=Р_г^*/ π_т^*;

Р_с^*=Р_т^*σ_р/с

4) Баланс мощностей для ротора двиг-ля N_тη_мех=N_к; N_тη_мех=N_к +N_агр

5)Баланс частот вращения n_к=n_т; n_ki=n_г

Перечисляя группы уравнений формируют математическую модель (ММ)

1-го уровня.

Цель: («Завязка» д.)

1. Определение термодинамических параметров в основных сечениях тракта д.

2. Определение удельной тяги и удельного расхода топлива.

3. Определения расхода воздуха для получения требуемой тяги

4. Определение площадей проходных сечений проточной части д.

28.Скоростная характеристика трд.

Все виды хар-к зависят от способа регулирования д., но какое бы регулирование не рассматривалось, необходимо, чтобы при любых сочетаниях внешних условий и режимах работы д. установилось такое равновесное сочетание всех параметров проточной части д., которое удовлетворяет условию совместной работы всех узлов д., наход-ся в проточной части.

При построении ВСХ режим работы д. α_руд=const

1) H=const n=const

P=P_удG_в P_уд=С_с-V_п C_уд=G_т/P

С ростом V_П увеличивается степень повышения давления во входном устройстве д. π_V, но рост C_c происходит медленнее, чем V_п

G_в на входе в д. увеличивается из-за повышение полного давления на входе в д., а => плотности воздуха на воде в компрессор.

На начальном этапе изменения V_п рост G_в происходит слабее, чем падение Р_уд.

Р=G_в↑ Р_уд↓↓ Поэтому Р уменьшается

На послед-м этапе изменения скорости G_в изм-ся сильнее, чем уменьшается Р_уд.

Р = G_в↑↑Р_уд↓ => Р↑