3. Расширение газов в турбине.

Расширение газа в идеальных условиях, т.е. без потерь и теплоотдачи во внешнюю среду, является адиабатным.

В действительности из-за гидравлических потерь получаемая работа меньше, чем.

Отношение давлений:

называется степенью понижения полного давления в турбине.

Отношение действительной работы газа к работе, которую можно было бы иметь при его адиабатном расширении и тех же значениях, называется коэффициентом полезного действия турбины:

.

Для современных турбин КПД = 0,87...0,92.

Мощность, развиваемая турбиной, равна

.

Где G - расход газа через турбину в кг/с.

Билет 2

1. Особенности конструкции дозвуковых входных устройств.

Однако на пассажирских, военно-транспортных, а также на некоторых боевых и учебно-тренировочных самолетах, имеющих M<1, находят применение также дозвуковые входные устройства

Рис. 1.2. Схема дозвукового воздухозаборника F₁<F₂<F₃

Входное устройство имеет входную часть – обечайку L1 с плавным очертанием входных кромок.

К ней примыкает канал требуемой длины L2, который в своей начальной части обычно делается расширяющимся, но непосредственно перед входом в компрессор имеет сужающийся участок L3.

Плавное очертание входных кромок - для предотвращения срыва потока, создания равномерного поля скоростей на входе во внутренний канал и перед компрессором.

При дальнейшем движении дозвукового потока воздуха по расширяющемуся каналу (диффузору) происходит уменьшение его скорости и увеличение давления. Во избежание отрыва потока от стенок канала площадь его поперечного сечения должна увеличиваться плавно и не должны допускаться резкие повороты потока.

Отрыв потока обусловлен влиянием вязкости, которая уменьшает скорость движения воздуха в пограничном слое и может быть причиной появления обратных токов, оттесняющих поток от стенок и являющихся источником значительных вихревых потерь. Потери на трение при безотрывном течении невелики.

Следует иметь в виду, что чрезмерное увеличение отношения площадей т. е. повышение относительной доли внешнего сжатия, приводит к очень сильному искривлению струек тока и к значительному ускорению потока на внешней поверхности обечайки, что может вызвать отрыв потока на этой поверхности либо образование местных сверхзвуковых зон. Это приведет к снижению подсасывающей силы, росту внешнего сопротивления и падению эффективной тяги двигателя.

Особенно высокие требования предъявляются к дозвуковым воздухозаборникам ТРДД с высокой степенью двухконтурности, которые при очень больших расходах воздуха должны обладать малой массой и малыми потерями. Это требование обусловлено тем, что при небольшой степени повышения давления во втором контуре даже незначительное увеличение потерь в воздухозаборнике существенно снижает тягу и ухудшает экономичность двигателя.

У самолетов вертикального взлета и посадки применение подъемных двигателей приводит к значительному несовпадению направления потока с осью двигателя и к необходимости поворота потока на угол, близкий к 90°. Особенно тяжелым с точки зрения подачи воздуха к двигателю является момент захода самолета на посадку, когда скорость полета еще достаточно высокая, а скорость воздуха на входе в компрессор низкая (режим авторотации). На этих режимах отношение скоростей V/с_в может достигать 2,5-3,0. Неблагоприятная структура потока на входе в двигатель может затруднить его запуск или вызвать неустойчивую работу. Это требует применения специальных створок для поворота потока. Наличие створок существенно уменьшает окружную и радиальную неравномерность потока и обеспечивает устойчивую работу двигателя.