Транспортные системы

Всё об автомобильном, ЖД и авиатранспорте в России

Основы теории авиационных турбореактивных двигателей

процесс сжатия воздуха

 

Для работы турбореактивного двигателя необходима непрерывная подача сжатого воздуха в камеры сгорания. Сжатие воздуха в этих типах двигателей происходит в специальных лопаточных машинах — компрессорах. 

Лопаточными машинами компрессоры называются потому, что рабочими элементами в них являются лопатки. Компрессор турбореактивного двигателя приводится во вра­щение газовой турбиной. 

При сжатии воздуха температура его повышается на 100—200° С. 

В сжатом и подогретом воздухе топливо хорошо испаряется, быстро и полностью сгорает. 

На современных турбореактивных двигателях применяются два типа компрессоров: центробежные и осевые. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. 

 

СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ

 

Главной величиной, характеризующей компрессор турбо­реактивного двигателя, является степень повышения давления воздуха в компрессоре, называемая еще степенью сжатия; обозначают ее греческой буквой “эпсилон” - ε. 

Степень сжатия компрессора - это отношение давления воздуха на выходе из компрессора к давлению воздуха на входе в него:

clip_image002   

Где Р2 – давление на выходе компрессора, Р1 – давление на входе компрессора.

Степень сжатии — величина безразмерная, она показы­вает, во сколько раз повышается давление воздуха в ком­прессоре по сравнению с давлением воздуха перед ним. 

Если взять отношение давления воздуха за компрессором к давлению воздуха, окружающего двигатель, то получим степень сжатия двигателя:

clip_image004

  

 

 

Где Р0 – давление атмосферного воздуха.

Чтобы представить себе разницу между этими двумя величинами, подсчитаем их для следующих условий: - ско­рость полета с0 = 0; давление окружающего воздуха РО = 1,033 кг/см2; давление перед компрессором Р1 = 0,92 кг/см2; давление за компрессором Р2 = 4,35 кг/см2. Тогда:

   
clip_image007
clip_image008

  

 

 

 

 

 

 


Как видно, εДВИГ меньше εКОМП. 

Для современных ТРД величина степени сжатия ком­прессора лежит в пределах от 4,2 до 7,1 (иногда 8). 

Степень сжатия двигателя зависит от скорости вращения колеса (ротора) компрессора, от высоты полета (от темпе­ратуры окружающего воздуха) и от скорости полета. 

С увеличением скорости вращения колеса компрессора степень сжатия компрессора увеличивается. 

В осевом компрессоре с увеличением числа его оборо­тов окружная скорость движения лопаток растет. Вслед­ствие этого увеличиваются силы, сжимающие воздух, и, сле­довательно, давление воздуха, выходящего из компрес­сора. 

Так как давление воздуха на входе в компрессор остается постоянным (оно не зависит от скорости вращения колеса компрессора), то степень сжатия компрессора увеличивается. 

В центробежном компрессоре с увеличением числа его оборотов растет окружная скорость колеса компрессора. Вследствие этого увеличиваются центробежные силы, сжи­мающие воздух, и, следовательно, давление воздуха, выхо­дящего из компрессора. В результате степень сжатия ком­прессора увеличивается.