Уравнение теплосодержания в общем виде и его частные случаи для воздухозаборника и сопла. Изменение параметров рабочего тела в проточной части рассматриваемых узлов

Изменение параметров рабочего тела (Г*, Г, /7, с) в проточной
части основных узлов двигателя. Уравнение энергии. Процессы сжатия воздуха в воздухозаборнике и компрессоре, подвода тепла к рабочему телу в камере сгорания и расширения газа в турбине и канале сопла
весьма сложные. Они сопровождаются трением, завихрениями, отрывом
потока от стенок. Поэтому параметры рабочего тела (например, температура газа) в каждом сечении двигателя обычно непостоянные, а вдоль
проточной части они могут изменяться скачкообразно (например, в
сверхзвуковом воздухозаборнике). Однако в теории воздушно-реактивных двигателей рассматриваются осредненные значения параметров в
каждом характерном сечении двигателя, а изменение их от сечения к сечению обычно описывается ломаной линией. Изменение температуры рабочего тела в проточной части двигателя
целесообразно определять с помощью
уравнения энергии в форме теплосодержания [1]. Запишем его вначале
для двух произвольных сечений 1-1
и 2-2 (рис. 1.4) в расчете на 1 кг рабочего тела (изменением массы и
свойств газа пренебрегаемК уравнению энергии

62, Зависимость эффективного
КПД от суммарной степени повышения давления. Проанализируем
эту зависимость при условии, что все
остальные величины, от которых зависит Г| е, постоянны.При тс s= 1 и пz=nZnp эффективный КПД равен нулю, так как
работа цикла равна нулю, а подведенное тепло Q i>0. Следовательно, в
диапазоне значений тс£ от 1 до я1пр
КПД должен иметь максимум. В указанном диапазоне эффективный КПД изменяется в соответствии с изменением произведения
Л/Лн- С увеличением суммарной
степени повышения давления термический КПД монотонно увеличивается
(рис. 5.11). Коэффициент гидравлических потерь изменяется так же, как и
работа идеального цикла, что следует
из анализа формулы (5.14) при
Lr | = const, и имеет максимум при соответствующей оптимальной степени
повышения давления я 2 opt.С повышением пъ от 1 до 7iSopt
эффективный КПД увеличивается, так
как увеличиваются термический КПД и
коэффициент гидравлических потерь.
В диапазоне значений я£, близких к
я£opt, эффективный КПД продолжает расти вследствие повышения термического КПД, при этом величина rjr) сохраняется примерно постоянной. Максимума он достигает при условии дг|, длн
дп-i dnz Таким образом, степень повышения давления л v, при которой эффективный КПД становится максимальным, больше величины п Zopt. При
дальнейшем повышении п £ в диапазоне от п £ до я i пр КПД г| е снижается из-за уменьшения коэффициента гидравлических потерь. Наличие максимума эффективного КПД объясняется противоположным влиянием двух факторов: ростом работоспособности рабочего
тела с увеличением п 2 (ростом термического КПД) и уменьшением коэффициента гидравлических потерь вследствие снижения количества
подведенного тепла при высоких значениях суммарной степени повышения давления. В конечном счете возникновение максимума эффективного
КПД объясняется влиянием факторов, которые обусловливают максимум работы цикла.