2.2. Определение параметров состояния в характерных точках цикла. Изменение в процессах внутренней энергии, энтальпии и энтропии

Удельный объем газа в начальной точке цикла определяем по уравнению состояния

. (2.13)

Параметры состояния рабочего тела в начальной точке цикла выбираются в зависимости от высоты полета h (приложение 2).

Давление после компрессора определяем по заданному или рассчитанному ранее значению степени повышения давления p_с :

. (2.14)

Температура в конце адиабатного процесса сжатия

. (2.15)

Для цикла с изобарным подводом теплоты давление газа P₃ после подвода теплоты равно давлению P₂ , температура газа Т₃ известна из задания на курсовую работу.

Для цикла с изохорным подводом теплоты давление P₃ определяем из соотношения

(2.16)

при известных значениях P₂ , Т₂ и Т₃ .

Давление газа в конце расширения P₅ равно давлению P₀, так как в расчетном режиме считаем, что происходит расширение газа до давления окружающей среды.

Так как расширение газа в турбине и реактивном сопле происходит адиабатно, то температуру определяем по соотношению

. (2.17)

Удельный объем газа по найденным значениям давлений и температур находим из уравнения состояния.

При расчете цикла турбореактивного двигателя параметры состояния газа на выходе из турбины находим из условия равенства работ турбины и компрессора по абсолютной величине. Для двигателя без форсажной камеры эти параметры равны параметрам на входе в реактивное сопло.

Изменение внутренней энергии ∆u, энтальпии ∆i и энтропии ∆s в любом политропном процессе а - в находим по формулам:

(2.18)

или

.

Начальное значение энтропии s₀ (для построения диаграммы) в общем случае может быть выбрано произвольно. В качестве условного нуля энтропии можно принять ее изменение относительно нормальных физических условий. В этом случае для начальной точки цикла имеем:

, (2.19)

где .

3. . Определение цикловой работы и термического коэффициента полезного действия

Работа любого цикла l_ц (в том числе с форсажной камерой или со ступенчатым подводом и отводом теплоты) может быть определена как разность работ расширения l_расш и сжатия процессов l_сж, составляющих цикл, или как разность подведенной q₁ и отведенной теплоты q₂ в цикле:

.

Термический коэффициент полезного действия (КПД) цикла определяется как отношение цикловой работы к количеству подведенной извне теплоты:

.

При расчете цикловой работы и термического КПД по уравнениям, заимствованным из литературных источников, необходимо указывать ссылку на эти источники.

2.4. Изображение цикла на рабочей и тепловой диаграммах

Построение циклов в координатах P - v и T - s выполняют на миллиметровой бумаге формата А4. Масштабы величин по координатным осям нужно выбрать так, чтобы максимально использовать формат листа. Для лучшего восприятия рекомендуется высоту диаграмм выбирать равной примерно 0,75 ее длины.

При изображении цикла на тепловой (T – s) диаграмме необходимо обращать внимание на знак изменения энтропии в процессах. При возрастании энтропии (подвод теплоты) процесс следует изображать вправо, а при уменьшении энтропии - влево. При построении кривых линий необходимо по уравнениям процессов определить положение нескольких промежуточных точек.