7.3. Зависимость удельных параметров двигателя от параметров цикла

В ТРД работа цикла расходуется на увеличение кинетической энергии газового потока (на создание тяги). Чем больше L_ц, тем большее ускорение приобретает газ в двигателе, тем больше тяга и удельная тяга.

Тяга равна произведению расхода воздуха G на удельную тягу. Удельный Расход воздуха зависит от размеров проходных сечений а удельная тяга — от параметров рабочего процесса. Считая раз ход воздуха неизменным, можно упростить анализ и исследовав влияние параметров рабочего процесса на Р_уд и С_уд.

Необходимая для анализа связь между L_ц и Р_уд может быть найдена, если из уравнения (7.3) определить скорость истечения газа c_c= подставить ее значение в уравнение удельной тяги Р_уд=с_с—У_п (формула 1.5):

Таким образом, значение удельной тяги (при V_n = const) полностью определяется значением работы цикла L_ц. При анализе зависимости Р_уд и С_уд от параметров цикла будем считать постоянной V_п.

7.3.1. Зависимость удельных параметров двигателя от температуры газа перед турбиной.

Поскольку работа цикла растет с увеличением T_г* (см. рис. 7.3) то и Р_уд с ростом T_г* повышается вследствие увеличения количества тепла, подводимого к рабочему телу ( = const). При Т_г*= Т_гmin* удельная тяга становится равной нулю, так как количество тепла, подводимое к рабочему телу, становится равным теплу, идущему на покрытие потерь.

Объясняется это тем, что при я₂=const остается прежней рабо­та сжатия воздуха и работа расширения газа в турбине, поэтому увеличение Т_г* приводит к росту температуры T_т* и давления р_т* веред соплом, что вызывает рост скорости истечения с_с, а значит и рост Руд.

При Т_г*= Т_гmin* (см. рис. 7.3) удельный расход топлива беско­нечно велик, так как равна нулю удельная тяга Р_уд. Увеличение T_г* за счет подвода большого количества тепла приводит к умень­шению Суд из-за быстрого роста Р_уд. Но начиная с некоторой тем­пературы, называемой экономической, рост количества подводимо- то тепла, пропорциональный Т_г*, обгоняет увеличение с_с и Р_уд, что приводит к росту С_уд.

В ТРД температура газа перед турбиной превышает Т*.₉к, по­этому с ростом T_г* удельный расход топлива возрастает.

7.3.2. Зависимость удельных параметров двигателя от суммарной степени повышения давления

Влияние на Р_уд и С_уд рассмотрим при условии постоянства величины Т_г*. Зависимость Р_уд от я_а имеет максимум, а зависи­мость удельного расхода топлива — минимум (рис. 7.5).

М аксимум удельной тяги совпа­дает с максимумом (см. рис. 7.4). Как и в случае с работой , такой характер изменения Р_уд объ­ясняется влиянием двух факторов: увеличением термического КПД цикла с ростом и уменьшени­ем количества подводимого к рабо­чему телу тепла (см. подразд. 7.2.1).

Удельный расход топлива С_уд при = 1 и , =0 стремится к бес­конечности (в реальном двигателе величина в формуле удельного расхода топлива (не равна нулю). С увеличением вначале С_уд уменьшается, так как при заданной T_г* с увеличением растет количество подводимого тепла Q₀. Как видно из рис. 7.5, вблизи _opt почти не изменяется Р_уд, в то время как Q₀ продолжает уменьшаться, поэтому и С_уд уменьшается и достигает минимума при некоторой (ее называ­ют экономической степенью повышения давления), большей ₀pt. Когда влияние падения Р_уд становится более интенсивным, чем влияние снижения Q₀, С_уд начинает расти, особенно сильно при приближении Р_уд к нулю.