Эффективность ГДД, как и любой другой тепловой машины определяется двумя параметрами: работой(L), производимой единицей рабочего тела, и коэффициентом полезного действия (h). Оба параметра определяются типом реализуемого термодинамического цикла. new balance running В идеальном цикле Брайтона работа L t и термический КПД h t , определяются из следующих уравнений: L t = к – 1 RT н (q / pк – 1) (h– 1); ht = 1 – 1 / pк, где q = Т г / Т н – отношение максимальной температуры цикла к начальной его температуре; к = (k -1) / k. Уравнение эффективной работы реального цикла Брйтона (с учетом изменения пказателя адиабаты при теплоподводе и потерь в основных процесса имеет вид: L е = к – 1 RT н (pк – 1) {[(еqhс h кс hр ) / (1 + (pк – 1) hс ] — 1} hе =к – 1 ….(с22), где е = [(Rг / кг ) / (Rн / к) ] * [(1 – 1 / pкг ) / (1 – 1 / pк ] — коэффициент, приближенно учитывающий различие свойств рабочего тела до и после теплоподвода (различие между газовой постоянной R и показателем адиабаты k для воздуха и газа), hс,h кс , h р — адиабатические КПД процессов сжатия, нагрева и расширения соответственно. Термодинамический цикл источника рабочего тела состоит из процессов сжатия воздуха в компрессоре, теплоподвода в камере нагрева при понижении полного давления и расширения нагретого воздуха (продуктов сгорания) в реактивном сопле. На рис. nike air max flyknit 1 показано изменение параметров состояния воздуха в идеальном и реальном циклах источника газового энергоносителя. В действительном цикле при приблеженном учете различия показателей адиабаты и теплоемкости вздуха и газовой смеси (продуктов сгорания)уравнение работы и КПД имеют вид: L е = Îiр — Îiсж = к – 1 RT н (pVк – 1) {[(еqhс h кс hр ) / (1 + (pVк – 1) hс] — 1} hе = L е / Q = к – 1(R / cp.эф) (pVк -1 ) {[(еqhс h кс hр ) / (1 + (pк – 1) hс ] — 1}(1/q — pVк) Из приведенных уравнений следует, что при заданной начальной энтальпии воздуха эффективность цикла подготовки энергоносителя зависит от двух основных параметров: степени повышения давления воздуха p и суммарного теплоподвода в цикле q, зависящего от степени подогрева воздуха в процессе сгорания введенного топлива t = Т*г / Т*н, определяемого коэффициентом избытка воздуха a. Исключение составляет термический КПД. Параметр q целесообразно использовать при ограничении максимальной температуры цикла Т*г, а параметр a — при отсутствии подобных ограничений и задании относителього количества вводимого в цикл топлива. Ограничение максимальной температуры цикла может быть обусловлено допустимой величиной температуры газа для обрабатываемого материала; следовательно, в этом случае, для управления эффективностью термодинамического цикла имеет смысл использовать параметр q. Во всех других случаях могут рассматриваться оба параметра (q и a). Эффективную работу цикла по сравнению с идеальной и эффективный КПД в действительном цикле по сравнению с термическим КПД уменьшают необративные потери энергии при сжатии воздуха, теплоподводе в камере нагрева и расширении в реактивном сопле. new balance femme При чем это уменьшение тем значительнее, чем меньше степень теплоподвода. Располагаемая работа термодинамического цикла преобразуется в кинетическую энергию иссекающего из сопла предварительно нагретого воздуха или продуктов сгорания топливовоздушной смеси. Величина этой энергии может быть определена из условия, что работа цикла равна приращению кинетической энергии рабочего тела. В идеальном цикле без учета изменения массы рабочего тела в процессе теплоподвода скорость истечения Сс = w2 L t t / (t – 1) , где t = Т*г / Т*н — степень подогрева воздуха в процессе сгорания топлива. Альтернативные варианты источников энергоносителя (рабочего тела) для опытного образца газодинамического дезинтегратора.
- Химические источники подготовки рабочего тела (воздуха), предварительно сжатого до 0,7 МПа, истекающего из емкости в количестве 10,5 м³/мин.
-
Камеры сгорания и пусковая аппаратура ТРД с Л-29 или Л-39:
— камеры сгорания, желательно пусковые – с пусковыми блоками зажигания (свечой зажигания и пусковой форсункой с электроклапаном) – 4 шт. — блок питания с катушкой прерывания и высоковольтным кабелем — 4 шт. -рабочие форсунки камер пусковых камер сгорания — 4 шт. — свечи к пусковым форсункам пусковых камер сгорании – не менее 4-х штук: — высоковольтный кабель к пусковым форсункам, длиной не менее 5 метров каждый – 6 шт. — монтажный провод для подвода питания к клапану пусковой форсунки не менее 40м. -термопары (или терморезисторы) с компенсационными проводами и головкой указания температуры – не менее 4-хкомплектов;
-
Электрические нагреватели.
Условия работы. Непрерывно расходуемый из емкости, в количестве 10,5 м³/мин (0,175 м³/с) воздух, предварительно сжатый до 7кг/см² необходимо нагревать до температуры выше 200°С. Для этой цели подобрать доступный электронагреватель из следующего ряда технологических вариантов:
2..1. Омические электронагреватели воздуха (наименее желательны), использующие в качестве источника тепла (промежуточного нагревательного вещества) спирали, стержни, трубы, пластины. 2 .2. Электродуговые нагреватели. Реализуются в электродуговых реактивных двигателях, используемых в системах обеспечения испытательных комплексов электрореактивных двигательных установок, а также для систем управления космическими аппаратами. 2.3. Плазменные нагреватели. Реализуются в электроплазменных реактивных двигателях для тех же целей, отмеченных в п. 2.2.
-
Основные теплофизические параметры источников рабочего тела ГДД
К основным теплофизическим параметрам ИРТ ГДД относятся температура, теплота, работа, мощность, теплоемкость, тепловое расширение, плотность, объемный т удельный вес, вязкость. Температура определяет степень нагретости тел. Характеризуя тепловое состояние тела, температура не определяет количества тепловой энергии в нем. new balance mrl996 Тепловая энергия (теплота) — энергия непрерывно движущихся молекул тела. При подводе тепловой энергии движение молукул ускоряется и сопровождается увеличением температуры. Замедление движения молекул, сопровождающееся понижением температуры происходит при отводе тепловой энергии. Согласно ГОСТу 9867-61 тепловая энергия (теплота) измеряется единицами работы и энергии – в джоулях (Дж). До введения этого ГОСТа за техническую единицу теплоты принималось количество тепла, необходимое для нагревания 1 кг воды от 14,5 до 15,5 о С при атмосферном давлении, носившее название килокалория. Таблица 1 Эквиваленты тепла или работы
| Размерность | Джоуль | ккал | кГм | кВт.ч | Кал | В. T. U. |
| Джоуль | 1 | 2,344 | 0,102 | 0,278*10-6 | 0.239 | 0.949*10-3 |
| ккал | 4186,8 | 1 | 427 | 1,163*10-3 | 1000 | 3,968 |
| кГм | 9,807 | 2,344*10-3 | 1 | 2,724*10-6 | 2,344 | 9,302*10-3 |
| кВт.ч | 3,6*106 | 860,5 | 3,67*105 | 1 | 860445 | 3415 |
| B.T. U. | 1055 | 0.252 | 107.53 | 2.928*10-4 | 252 | 1 |
| кал | 4,1868 | 0,001 | 0,427 | 1,163*10-6 | 1 | 3,968*10-3 |
1 ккал/ч = 1,163 вт; 1 ккал/мин = 70 вт; 1ккал /сек = 4186,8 вт. Таблица 2. Эквиваленты мощности
| Размерность | кГм/с | ккал/с | вт | квт | В.Т U/c. | л.с. (75 кГм/с) | ||
| кГм/с | 1 | 2,344*10-3 | 9,807 | 9,807*10-3 | 9,303*10-3 | 1,333*10-3 | ||
| ккал/с | 427 | 1 | 4186,8 | 4,1868 | 3,968 | 5,688 | ||
| вт (Дж/с) | 0,102 | 0,239*10-3 | 1 | 0,001 | 0,949*10-3 | 1,36*10-3 | ||
| квт | 102 | 0,239 | 1000 | 1 | 0,9486 | 1,36 | ||
| B.T.U./c | 107,5 | 0,252 | 1054 | 1,054 | 1 | 1,433 |
Теплоемкость характеризует количество тепла необходимое для нагрева тела до определенной температуры. Эта особенность веществ характеризуется удельной теплоемкостью, т. е. ugg chaussons количеством тепла, необходимым для нагрева единицы количества вещества на единицу температуры. Теплоемкость воздуха при атмосферном давлении в интервале температур 0 – 60 0С составляет 1005 Дж/кГ *град или 0, 24 ккал/кГ*град.
Теплопроводность и коэффициент теплопроводности.
Теплопроводность характеризует способность тел передавать тепло другим телам. Количественной оценкой теплопроводности является коэффициент теплопроводности.λ t, который зависит от вида вещества, температуры и давления (Вт / м*град или ккал/ч*м*град. Коэффициент теплопроводности Таблица 3
| Вещество | t, 0C | λ t, Вт/м*град | Вещество | t, 0C | λ t, Вт/м*град | |
| Сталь 10 | 20-100 | 69,3 | Резина мягкая | 20 | 0,128-0,163 | |
| Сталь 20 | 20-100 | 65,2 | Резина твердая | 0 -0 100 | 0,157-0,161 | |
| Сталь 40 | 20-100 | 52 | Паронит | 20 | 0,19 | |
| Сталь 45 | 20-100 | 48,2 | Асбест | 20 | 0,151-0,209 | |
| Сталь 1Х18Н9Т | 20-100 | 16 | Сосна | 20 | 0,35-0,407 | |
| Сталь | Уголь | 20 | 0,16 – 0,33 | |||
| Накипь | 20 | 0,7-2,33 | ||||
| Воздух при 735,6 мм вод ст. | 20 | 0,0252 | ||||
См.Ковалевский В. Ф. Теплообменные устройства и тепловые расчеты гидропривода горных машин. –М.: Недра, 1972 (с.13) Теплоотдача и теплопередача. Теплопроводность. ……. ……………………….
Структурные схемы теплообменных аппаратов ГДД.
Подогреватели
В качестве подогревателей воздуха преимущественно используются различные типы металлических теплообменников-рекуператоров (водовоздушных, воздуховоздушных). Применяются трубчатые и пластинчатые рекуператоры. Основными преимуществами металлических рекуператоров перед другими типами нагревателей являются: 1) большие коэффициенты теплопередачи: α = (11 …29) Вт/(м2*К) для гладкостенных конструкций и α = (90 …115) Вт/(м2*К) для конструкций со специальной геометрией (оребренные трубы, трубы с игольчатым оребрением и т.