4. Термодинамический цикл, кпд и удельные параметры гтд прямой реакции

При решении задач, связанных с качественным анализом влияния различных факторов на КПД ГТД прямой реакции и их экономичность, будет полагаться (если нет оговорок), что теплоемкость газа в процессе подвода теплоты в камере сгорания двигателя равна теплоемкости воздуха при постоянном давлении, т.е. .

Во всех задачах будет предполагаться, что расширение газа в сопле (соплах) двигателя полное, что отбора мощности и воздуха от двигателя нет, а долей топлива в балансе расходов можно пренебречь и считать .

4.1. Термодинамический цикл и внутренний кпд гтд

4.1. Определить и сравнить между собой значения и (при ) для ГТД прямой реакции второго и четвертого поколений при их работе на стенде в стандартных атмос­ферных условиях, исполь­зуя среднестатистические значения температуры газа перед турбиной 1200 К, 1700 К и принимая 0,85; 0,9; .

4.2. Определить изменение ГТД, работающего на земле в стан­дартных атмосферных условиях, при увеличении от 1350 до 1700 К, если 0,84; 0,9; = 0,92.

4.3. Определить изменение ТРД при изменении условий полета от взлета в стандартных атмосферных условиях до 0,9 на высоте 11000 м, если при этом уменьшается от 0,97 до 0,96, а значения =1700 К; 0,82; 0,9 и остаются неизменными.

4.4. При работе на земле в стандартных атмосферных ус­ловиях ГТД имеет следующие параметры: =1400 К;  = 21. Определить , при которых обращается в нуль. Как изменятся значения при увеличении до 1650 К? Принять .

4.5. Определить значения и минимальную температуру газа перед турбиной (при превышении которой появляется работа цикла ) для ГТД, работающего на стенде при стандартных атмосферных условиях, если известно, что  = 21, 0,84; 0,9; . Чему равен удельный расход топлива в этом случае?

4.6. Известны параметры цикла ГТД: = 25; 5,5; 0,85; 0,9; . Известно также, что 0,98. Определить , и , если  300 К. Проанализировать потери, оцениваемые внутренним КПД на различных этапах преобразования теплоты в полезную работу цикла.

4.7. Цикл, параметры которого указаны в пре­дыдущей задаче, использован в ТРД (m = 0). Определить пара­метры этого ТРД ( и ) при V = 0 и при V = 300 м/с, полагая работу цикла и неизменными.

4.8. Определить ТРД в условиях полета с М_Н = 0,8 на Н = 8 км, если в этих условиях 14;  1,45; = 1500 К; 0,85; 0,9 и .

4.2. Работа гтд прямой реакции как тепловой машины и как движителя

4.9. Определить полный КПД ВРД, если известно, что скорость истечения газа из сопла с_с в 2 раза превышает скорость полета и 45% от введенной в двигатель теплоты используется на приращение кинетической энергии газа.

4.10. В полете на высоте Н = 11 км с числом 0,8 ГТД прямой реакции развивает тягу 18 кН. Определить часовой, километровый и удельный расходы топлива в двигателе, если известно, что = 0,24.

4.11. Определить , и ТРДД при V = 250 м/с, если известны: 360 кДж/кг; 820 кДж/кг; m = 8,0. Считать, что работа цикла распределена между контурами оптимально, а 1.

4.12. В данных условиях полета ТРД и ТРДД имеют одинаковые значения работы цикла. Расход воздуха через внутренний контур ТРДД равен расходу воздуха через ТРД. Определить тягу ТРДД, если известно, что ТРД имеет тягу 20 кН, скорость истечения газа из сопла ТРД в три раза больше скорости полета, а скорость истечения газа из сопел внутреннего и наружного контуров ТРДД одинакова ( ) и при этом в два раза меньше скорости истечения газа из сопла ТРД. Принять 1.

4.13. Определить относительное изменение удельной тяги и удельного расхода топлива ТРДД на стенде в стандартных атмосферных условиях при увеличении степени повышения давления в цикле двигателя от до 21, если значения степени двухконтурности, коэффициента полноты сгорания, = 1550 К; 0,84; 0,9 и остаются неизменными. Распределение работы цикла между контурами оптимальное при 1.

4.14. Определить относительное изменение и ТРДД на стенде в стандартных атмосферных условиях при увеличении от 1550 до 1700 К, если значения степени двухконтурности m; π = 21; 0,84; 0,9; коэффициента полноты сгорания и сохраняются неизменными. Распределение работы цикла между контурами оптимальное, 1.

4.15. Определить минимальный расход воздуха ТРДД с m = 0,5, необ­ходимый для получения взлетной тяги (в САУ) Р =120 кН, если в цикле двигателя  = 1700 К;  0,85;  0,9. Принять, что распределе­ние работы цикла между контурами оптимальное, а 1.