БИЛЕТ-1

1. Основные газовые законы термодинамики.

Основные законы термодинамики являются первый и второй законы термодинамики, которые часто называют началами термодинамики.

Первый закон термодинамики, представляет собой приложение к тепловым явлениям всеобщего закона природы – закона превращения и сохранения энергии и устанавливает количественные соотношения при превращении тепловой энергии в механическую работу и наоборот.

Второй закон термодинамики, определяет условия, обеспечивающие возможность протекания различных процессов преобразования теплоты в механическую работу и устанавливает максимальную величину работы, которая может быть получена на тепловой энергии при данных условиях.

Для изучения возможности преобразования тепла в механическую работу и управления этими процессами необходимо знать свойства рабочего тела – газа:

1) большая сжимаемость, так как расстояния между молекулами в десятки раз превышают размеры самих молекул;

2) большая расширяемость, так как незначительные силы сцепления между молекулами позволяют им удаляться друг от друга на большие расстояния;

3) газы не способны сохранять свою форму, они занимают весь представленный объем и оказывают одинаковое воздействие на все стенки сосуда, в который они заключены.

При взаимных преобразованиях теплоты и работы рабочее тело – газ изменяет свое состояния.

Физические величины, характеризующие состояние газа, называются параметрами состояния газа.

В термодинамике в качестве параметров состояния газа выбраны:

- удельный объем;

- температура;

- давление.

Уравнение состояния для идеального газа, впервые полученное Клапейроном на основании законов Бойля – Мариотта и Гей – Люссака, имеет вид

Обозначения const через R , получаем окончательно

или

Газовая R постоянная зависит только от природы газа. Уравнение составлено для 1 кг газа, для m кг оно будет иметь следующий вид:

где m – масса газа; V - полный объем газа.

2. Назначение двигателя на ла. Типы ад.

Реальный авиационный двигатель

Рабочий процесс авиационного двигателя – это рассмотрение АД как устройства, предназначенного для создания силы тяги Р, необходимой для осуществления полета летательного аппарата.

Сила тяги – это равнодействующая всех сил, действующих на внешние и внутренние поверхности двигателя, передаваемая через узлы крепления планеру самолета.

Внешнее проявление действия силы тяги состоит в ускорении газового потока в относительном относительно двигателя движении. Этот поток либо обтекает двигатель снаружи, либо протекает внутри двигателя.

Ускорение внешнего потока осуществляется с помощью специального движителя – воздушного винта. Так создается сила тяги авиационными поршневыми двигателями (ПД) и турбовинтовыми двигателями (ТВД).

Если ускоряется газовой поток, протекающий внутри двигателя, то двигатель одновременно является и движителем. К этому типу относятся турбореактивные (ТРД) и ракетные (РД) двигатели.

Также существуют двигатели, у которых поток ускоряется как вне, так и внутри, например, двухконтурные (ДТРД).

К газотурбинным авиационным двигателям относятся турбореактивные двигатели (ТРД), двухконтурные (ДТРД) и турбовинтовые (ТВД). По организации рабочего процесса к этой же группе принадлежат и бескомпрессорные воздушно – реактивные двигатели: прямоточные (ПВРД) и пульсирующие (ПуВРД).

Турбореактивный двигатель состоит из следующих основных элементов: входного устройства, компрессора, камеры сгорания, газовой турбины и реактивного сопла. Рабочий процесс организован так, что каждый процесс осуществляется в специально для этого предназначенном элементе двигателя: сжатие – во входном устройстве и компрессоре, сгорание – в камере сгорания, расширение – в газовой турбине и реактивном сопла.

При полете самолета воздух входит в двигатель. Во входном устройстве за счет использования скоростного напора повышается давление воздуха. В бескомпрессорных двигателях, которые эффективны только на больших сверхзвуковых скоростях полета, процесс сжатия на этом и заканчивается.

В качестве авиационных поршневых двигателей в настоящее время применяются четырехтактные двигатели легкого топлива с воспламенением от электрической свечи.

Основными рабочими элементами поршневого двигателя являются: цилиндр, внутри которого находится подвижной поршень, коленчатый вал и шатун, связывающий поршень с валом. Основание, к которому крепится все части двигателя и которое объединяет их в один целостный механизм называется картером.

Кроме названных основных деталей, двигатель имеет целый ряд агрегатов, которые приводятся в движение от коленчатого вала и обеспечивают питание, охлаждение и смазку

Процесс превращения тепловой энергии в механическую энергию можно разделить на две основные части:

а) выделение из топлива тепла;

б) преобразование выделенного тепла в работу – механическую энергию.

Поршневые авиационные двигатели относятся к двигателям внутреннего сгорания. В двигателях внутреннего сгорания выделение тепла, сообщение его рабочему телу и преобразование тепловой энергии в механическую энергию осуществляется внутри цилиндров двигателя.

В двигателе внутреннего сгорания топливо, смешанное с определенным количеством воздуха, вводится в цилиндр. В цилиндре эта смесь сжимается поршнем, в определенный момент воспламеняется и сгорает. После сгорания смеси образовавшиеся газы высокой температуры и давления давят на поршень и приводят его в поступательное движение.

Поступательное движение поршня посредством шатуна передается коленчатому валу, который приходит во вращательное движение. Вращение от коленчатого вала сообщается винту, или какому – нибудь иному механизму.

БИЛЕТ-2