آیا می توان مراحل توربین یا کمپرسور موتور جت را برای بهبود بازده سوخت خاموش کرد؟

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: Roham Hesami رهام حسامی

محل اقامت: فعلا تهران قیطریه بلوار کتابی 8 متری صبا City of Leicester Area of Leicestershire LE7

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 1875

سپاس: 3351

جنسیت:

تماس:

آیا می توان مراحل توربین یا کمپرسور موتور جت را برای بهبود بازده سوخت خاموش کرد؟

پست توسط rohamjpl »

مدیریت سوخت فعال فناوری توسعه یافته توسط جنرال موتورز است که برای بهبود راندمان موتور در مواقعی که موتور تحت بارهایی کار می کند که به طور قابل توجهی کمتر از بار نامی است، استفاده می شود، . این فناوری از ویژگی موتورهای پیستونی استفاده می کند که در آن برخی از سیلندرها خاموش می شوند در حالی که فقط تعداد کمی از آنها کار می کنند و از این رو بازده کلی موتور را بهبود می بخشد. آیا می توان از تکنیک مشابهی در موتورهای هواپیما استفاده کرد، جایی که برخی از مراحل توربین (کمپرسور یا توربین) برای بهبود کارایی موتور خاموش می شوند؟شما نمی توانید مرحله ای از موتور توربین را "خاموش کنید".
همانطور که در جاهای دیگر دیده می شود موتورهای جت یک بلوک واحد هستند که به طور مکانیکی به هم قفل شده اند: تمام مراحل (کمپرسور و توربین) به یک محور متصل هستند. اگر شفت بچرخد، تمام مراحل متصل با آن می چرخند.
شما می توانید طرح هایی با شفت های متعدد داشته باشید، اما این پیچیدگی (طراحی و نگهداری) را به شدت افزایش می دهد.
حتی اگر برای لحظه ای فرض کنیم که می توانید 1 شفت در هر مرحله داشته باشید، متوقف کردن یکی از اینها به طور کلی ایده بدی خواهد بود. به دلایل آکوستیک، تعداد تیغه‌ها در قسمت ثابت صحنه و تیغه‌های قسمت دوار باید با یکدیگر اول باشند (مثال: 37 تیغه در سمت ثابت و 39 تیغه در قسمت چرخشی). این بدان معناست که هنگامی که قطعه چرخشی متوقف می شود، نمی توانید تمام تیغه ها را با تیغه های ثابت تراز کنید، و باعث ایجاد کشش و تلفات در موتور می شود و در نتیجه راندمان کاهش می یابد.
بازده موتور جت چگونه تغییر می کند، اگر برای لحظه ای فرض کنیم که امکان توقف چند مرحله وجود دارد (به جای قفل شدن، آنها را به حالت آزاد تبدیل می کند)؟
همچنان راندمان را کاهش می دهید: مراحل کمپرسور آنهایی هستند که در واقع هواپیما را به جلو می کشند (پس رانش کمتری تولید می کنید*) و مراحل توربین آنهایی هستند که انرژی را از اگزوز استخراج می کنند.
*: در صورت توقف بیش از حد مراحل کمپرسور و نداشتن فشار کافی در ورودی محفظه احتراق، حتی ممکن است خطر بالا رفتن شعله به سمت بالا را داشته باشید.پاسخ طولانی تر: موتورهای جت با چند دیسک کمپرسور و توربین طراحی شده اند که به صورت مکانیکی به یک شفت به نام قرقره متصل شده اند. معمولاً 2 (یا گاهی اوقات 3) از این قرقره ها در داخل موتور وجود دارد که به دلیل نیاز به کمپرسور فشار قوی و فن ورودی اصلی برای چرخش با سرعت های مختلف است. هر قرقره آزادانه می چرخد ​​و توسط هوای فشرده در هسته موتور که از طریق مراحل توربین متصل به آن قرقره رانده می شود، هدایت می شود.
هیچ راهی برای "خاموش کردن" یک قرقره خاص وجود ندارد. تا زمانی که فشار در هسته موتور بیشتر از فشار پشت نازل باشد، توربین ها می چرخند و قرقره را به حرکت در می آورند. اگر یکی از مراحل توربین یا یکی از مراحل کمپرسور را از قرقره جدا کنید به طوری که "چرخ آزاد" باشد، احتمالاً دیسک های توربین به دلیل کاهش بار بیش از حد سرعت خواهند داشت. بعلاوه، یک مرحله کمپرسور بدون راندمان، استال کمپرسور را تجربه می کند، که اساساً یک استال آیرودینامیکی پره های مرحله کمپرسور است.
در نهایت، این به چند دلیل کاملاً غیر ضروری است:
اولاً، جدا از مشکلاتی که ایجاد می کند، از خاموش کردن یک مرحله کمپرسور هیچ سودی نخواهد داشت. همانطور که اندی در یک نظر به درستی اشاره کرد، موتورهای جت برخلاف موتورهای پیستونی سوخت ثابتی در هر دور ندارند. اگر یک موتور جت نیازی به تولید نیروی زیادی نداشته باشد، به سادگی می تواند سوخت کمتری را در محفظه احتراق تزریق کند. همانطور که فشار در محفظه احتراق کاهش می یابد، قرقره ها به تنهایی به سمت پایین می چرخند (به دلیل فشار کمتری که در مراحل توربین حرکت می کند).
دوم، پروفیل های خروجی توان عملیات هواپیمای جت هیچ شباهتی به مشخصات یک خودرو ندارد. برای یک خودرو، معمولاً از قدرت موتور بالا فقط در جهش های کوتاه برای شتاب گیری استفاده می شود و کروز از کسری کمی از این مقدار نیرو استفاده می کند. از سوی دیگر، در یک هواپیمای جت، موتورها در بیشتر زمان پرواز با درصد نسبتاً بالایی از حداکثر دور در دقیقه خود کار خواهند کرد. این به این دلیل است که قدرت اضافی به آنها اجازه می دهد تا بالاتر پرواز کنند، که در واقع کارایی را افزایش می دهد. پاسخ سوال قبل را ببینید 777 تنها با یک موتور در ارتفاع چقدر می تواند پرواز کند؟ برخلاف یک خودرو، کاهش قابل توجه نیرو در طول پرواز کروز در واقع باعث کاهش راندمان سوخت یک هواپیمای مسافربری می شود.hope I helped you understand the question. Roham Hesami, sixth
semester of aerospace engineering
smile072 smile072 رهام حسامی ترم ششم مهندسی هوافضاتصویر
smile260 smile016 :?:
تصویر

ارسال پست