Коэффициент полезного действия реактивного двигателя (видео обзоры)


Коэффициент полезного действия реактивного двигателя это
безразмерная величина, характеризующая степени совершенства реактивного двигателя как тепловой машины и реактивного движителя. Различают полный, эффективный и полётный (тяговый) К. п. д. р. д.

Полный коэффициент полезного действия (η)0, выражается отношением полезной тяговой мощности двигателя к затраченной в единицу времени термохимической и кинетической энергии топлива, находящегося на борту летательного аппарата. Пренебрегая нагревом топлива в баках и системах вне двигателя, получим

(η)0 = PV/(Gт(Hu + V2/2),

где Р — реактивная тяга двигателя, V — скорость полёта, Gт — расход топлива (горючего и окислителя в ракетных двигателях) во всех камерах сгорания двигателя в единицу времени, Hu — теплота сгорания 1 кг топлива (в воздушно-реактивном двигателе) или 1 кг смеси горючего и окислителя (в ракетном двигателе). Полный коэффициент полезного действия равен произведению эффективного и полётного коэффициент полезного действия ((η)э и (η)п), характеризующих соответственно термогазодинамическое совершенство двигателя и его совершенство как движителя:

(η)0 = (η)э(η)п.

У воздушно-реактивного двигателя эффективный коэффициент полезного действия определяется отношением создаваемой двигателем располагаемой работы (в виде разности кинетической энергий вытекающих из сопел газов и набегающего потока воздуха) к затраченной энергии топлива. У воздушно-реактивного двигателя простейших одноконтурных схем (турбореактивный двигатель, прямоточный воздушно-реактивный двигатель) этот коэффициент полезного действия близок к термическому коэффициенту полезного действия термодинамического цикла и сохраняет характер его зависимости от основных параметров цикла.
У турбореактивного двухконтурного двигателя (η)э несколько снижается из-за потерь при обмене энергий между контурами, однако полный коэффициент полезного действия турбореактивного двухконтурного двигателя на малых скоростях растёт в связи с ростом полётного коэффициента полезного действия. У двигателей с форсажными камерами сгорания при малых V значение (η)э уменьшается вследствие того, что подвод топлива в форсажные камеры осуществляется при более низком давлении воздуха однако при высоких сверхзвуковых скоростях полёта (η)э значительно увеличивается из-за существенного повышения давления в двигателе вследствие динамического сжатия воздуха.

Полётный коэффициент полезного действия определяется отношением полезной тяговой мощности двигателя к создаваемой им располагаемой мощности. Этот коэффициент полезного действия определяется приближённой формулой Б. С. Стечкина для двигателей с единым реактивным соплом:

(η)п = 2(V)/1 + (V)),

где (V) = V/ωc — отношение скоростей полёта и истечения газов из реактивного сопла (реально (V) < 1, (η)п < 1). Полётный коэффициент полезного действия воздушно-реактивного двигателя может быть увеличен лишь при увеличении(V), то есть уменьшением скорости истечения газов (например, при росте степени двухконтурности m в турбореактивном двухконтурном двигателе) или увеличением скорости полёта летательного аппарата.
У ракетных двигателей (η)э определяется как отношение располагаемой работы (в виде суммы кинетической энергий вытекающих из сопла газов и топлива на борту летящего летательного аппарата) к полной энергии топлива, то есть

(η)э = (ω2с + V2)/2(Hu + V2/2).

Полётный коэффициент полезного действия ракетного двигателя выражается формулой

(η)п = 2(V)/(1 + (V)2).

У турбовинтовых двигателей (η)э определяется отношением эквивалентной мощности Ne к затраченной энергии топлива:

(η)э = Ne/(GтHu).

Полётный коэффициент полезного действия турбовинтовых двигателей выражается сложной формулой, его значение близко к значению коэффициента полезного действия винта

(η)в = PвV/Nв,

где Рв, Nв — тяга винта и мощность на его валу.

Воздушно-реактивные двигатели к концу 80-х гг. достигли высокого термогазодинамического совершенства. Дозвуковые турбореактивные двухконтурные двигатели при высокой степени повышения давления а цикле (до 30 только в компрессорах и до 50 с учётом динамического сжатия в полёте при Маха числе полёта М(∞) = 0,8—0,85) имеют (η)э = 0,42—0,43, что превышает коэффициенты полезного действия, достигаемые в других транспортных тепловых машинах с простым рабочим циклом. Значение (η)э у современных турбореактивных двигателей с форсажной камерой и турбореактивных двухконтурных двигателей с форсажной камерой при высоких скоростях полёта (М(∞) = 2—3) равно 0,4—0,5. Такие значения эффективного коэффициентa полезного действия при высоких полётных коэффициентов полезного действия обеспечивают современным воздушно-реактивным двигателям высокие значения полного коэффициента полезного действия , который имеет тенденцию к росту при увеличении скорости полёта летательного аппарата (при V = 0 всегда (η)0 = 0).

Источник: Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия. Главный редактор Г.П. Свищев. 1994.

Видео

Урок 85 (осн). Коэффициент полезного действия механизма

Урок 85 (осн). Коэффициент полезного действия механизма

Принцип работы турбореактивного двигателя

Принцип работы турбореактивного двигателя

Коэффициент полезного действия механизма | Физика 7 класс #47 | Инфоурок

Коэффициент полезного действия механизма | Физика 7 класс #47 | Инфоурок

Коэффициент полезного действия (КПД)

Коэффициент полезного действия (КПД)

Физика турбореактивного двигателя

Физика турбореактивного двигателя

Урок 130 (осн). Тепловые двигатели, КПД теплового двигателя

Урок 130 (осн). Тепловые двигатели, КПД теплового двигателя

Принципы действия тепловых двигателей. КПД. КПД тепловых двигателей | Физика 10 класс #43 | Инфоурок

Принципы действия тепловых двигателей. КПД. КПД тепловых двигателей | Физика 10 класс #43 | Инфоурок

КПД ДВИГАТЕЛЯ теплового 8 класс физика Перышкин

КПД ДВИГАТЕЛЯ теплового 8 класс физика Перышкин

ФИЗИКА 7 класс. КПД (Коэффициент полезного действия) | Видеоурок

ФИЗИКА 7 класс. КПД (Коэффициент полезного действия) | Видеоурок

Турбовентиляторный двигатель. Просто о сложном

Турбовентиляторный двигатель. Просто о сложном

Физика 10 класс (Урок№25 - Тепловые двигатели. КПД тепловых двигателей.)

Физика 10 класс (Урок№25 - Тепловые двигатели. КПД тепловых двигателей.)

Физика 8 класс (Урок№10 - Энергия топлива. Принципы работы тепловых двигателей.)

Физика 8 класс (Урок№10 - Энергия топлива. Принципы работы тепловых двигателей.)

Тепловые двигатели. Коэффициент полезного действия тепловых двигателей. 10 класс.

Тепловые двигатели. Коэффициент полезного действия тепловых двигателей. 10 класс.

НЕВЕРОЯТНЫЙ Тест Реактивных Двигателей

НЕВЕРОЯТНЫЙ Тест Реактивных Двигателей

От постройки Турбо Реактивного двигателя до полета - всего один шаг

От постройки Турбо Реактивного двигателя до полета - всего один шаг

Коэффициент полезного действия. Выполнялка 39

Коэффициент полезного действия. Выполнялка 39

Как устроен турбореактивный двигатель. 3D анимация Mozaik

Как устроен турбореактивный двигатель. 3D анимация Mozaik

КАК РАБОТАЕТ ДВИГАТЕЛЬ РАКЕТЫ? [ЖРД]

КАК РАБОТАЕТ ДВИГАТЕЛЬ РАКЕТЫ? [ЖРД]

Тепловые двигатели и их КПД. 8 класс.

Тепловые двигатели и их КПД. 8 класс.

Что такое КПД двигателя на самом деле

Что такое КПД двигателя на самом деле
Поделиться или сохранить к себе:
Добавить комментарий

Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я даю согласие на обработку персональных данных, принимаю Политику конфиденциальности и условия Пользовательского соглашения.