اگر بازده موتور توربوفن 35% انرژی سوخت به کجا می رود

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: Roham Hesami

محل اقامت: City of Leicester Area of Leicestershire LE7

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 1009

سپاس: 676

جنسیت:

تماس:

اگر بازده موتور توربوفن 35% انرژی سوخت به کجا می رود

پست توسط rohamjpl »

کل انرژی ورودی با جریان سوخت شروع می شود: انرژی شیمیایی در ثانیه.
احتراق انرژی شیمیایی را با موفقیت به یک جریان حرارتی تبدیل می کند و در حدود 1٪ در احتراق ناقص از بین می رود. این در محفظه احتراق اتفاق می افتد.
توربین انرژی مکانیکی را از جریان گرما استخراج می کند و از بخشی از آن برای تغذیه کمپرسور استفاده می کند. بازده ترمودینامیکی چرخه کارنو کسر قدرت حاصله را تعیین می کند. من قدرت مکانیکی خالص را به عنوان قدرت گاز برچسب گذاری کرده ام که کمی مبهم به نظر می رسد. بسته به نوع موتور توربین ، این قدرت گاز را می توان به قدرت شفت و/یا قدرت جت تبدیل کرد.
توجه داشته باشید که کارآیی ترمودینامیکی بستگی به سرعت ورودی هوا به محفظه احتراق دارد: این سرعت کاهش یافته و در ورودی فشرده می شود و نسبت فشار بیشتری را ایجاد می کند که منجر به راندمان بالاتر می شود.
اکنون باید از توان گاز برای افزایش انرژی جنبشی محیطی که برای پیشرانش استفاده می شود ، استفاده کنیم. این افزایش انرژی جنبشی (از چارچوب مرجع هواپیما) با عنوان نیروی محرکه برچسب گذاری می شود.
موتورهای Aero را می توان به دو گروه عمده تقسیم کرد:
آ. تبدیل نیروی گاز موجود به توان شفت ، انتقال انرژی مکانیکی که می تواند یک پروانه یا روتور را هدایت کند ، و سپس انرژی جنبشی جریان جرم هوای اطراف را افزایش می دهد - توربوشفت.
ب تبدیل مستقیم قدرت گاز موجود به انرژی جنبشی با انبساط در یک نازل - توربوجت.
تفاوت اصلی این دو در این است که در a. جریان جرمی که پیشرانه را تحویل می دهد بزرگتر از جریان جرمی است که در توربین ایجاد می شود ، در حالی که در b. جریان جرم از طریق توربین برابر با جریان جرمی پیشران است. از آنجا که رانش$\dot{m} \cdot \Delta V$
، این بدان معناست که در یک رانش و سرعت ورودی معین ، سرعت خروجی a. باید کمتر از b باشد. توجه داشته باشید که هر دو توربوپراپ و توربوفن ترکیبی از a هستند. و ب از آنجا که بخشی از جریان جرم توربین برای پیشرانش جت گسترش می یابد.
تبدیل نیروی گاز به نیروی محرکه نمی تواند به صورت ایزوتروپیک (بدون ضرر) انجام شود: در یک توربوفن حدود 5٪ در جریان حرارت از بین می رود ، کمتر در یک توربوپراپ.
نیروی محرکه نیرویی است که به محیط مورد استفاده برای پیشرانش (هوا یا گاز احتراق) منتقل می شود. نیروی پیشراننده نیرویی است که به هواپیما منتقل می شود. در این فرآیند نیز تلفات کارایی وجود دارد: محیط از محفظه پیشرانه با سرعتی بیشتر از سرعت هوای هواپیما خارج می شود و بنابراین دارای سرعت مطلق خاصی (نسبت به زمین) است. جریان انرژی جنبشی مربوطه باید به عنوان از دست دادن در نظر گرفته شود. البته سرعت خروجی باید بیشتر از سرعت هوا باشد تا نیروی رانشی ایجاد کند.
بنابراین این تبدیل قدرت با ضریب کارایی ، η نیز همراه است
پیشرانه حرکت با تیغه های فن ، که مانند یک بال باعث درگ و درگ پروفایل شده اند ، هزینه بر است.
هنگام استفاده از این تعاریف ، می بینیم که یک هواپیما در باند ، درست قبل از بلند شدن ، با ترمزهای فشار داده شده و گاز کامل باز شده است: حداکثر نیروی محرکه از آنجا که جریان هوا حداکثر ΔV دارد
به همانطور که در این پاسخ محاسبه شده است.
نیروی پیشران صفر ، زیرا هنوز هیچ نیروی محرکه ای به هواپیما منتقل نشده است. تمام نیروی محرکه به انرژی جنبشی جریان گاز تبدیل می شود.I hope I help you understand the question. Roham Hesami smile072 smile261 smile260 رهام حسامی ترم پنجم مهندسی هوافضا
تصویر

ارسال پست