Потери в элементах проточной части двигателя

Потери в элементах проточной части двигателя задаются значениями коэффициентов восстановления полного давления в этих элементах.

Коэффициент восстановления полного давления для входных устройств:

Для входных устройств ТРДД sВХ составляет 0,97…0,995. Принимаем sВХ=0,975.

Потери полного давления в камере сгорания вызываются гидравлическим и тепловым сопротивлением. Гидравлическое сопротивление определяется в основном потерями в диффузоре, фронтовом устройстве камеры сгорания, при смешении струи газов, имеющих различные плотности, при повороте потока газов s гидр=0,93 . 0,97, принимаем s гидр = 0,95.

Тепловое сопротивление возникает вследствие подвода тепла к движущемуся газу sтепл >0,97 . 0,98. Примем величину коэффициента теплового сопротивления sтепл = 0,98. Определяем величину коэффициента потерь полного давления в камере сгорания:

s кс = s гидр. s тепл = 0,95·0,98=0,93.

Потери тепла в камерах сгорания, главным образом, связаны с неполным сгоранием топлива и оцениваются коэффициентом полноты сгорания ηг. Этот коэффициент на расчётном режиме достигает значений 0,97 .0,99.

Выбираем η г = 0,99.

При наличии переходного канала между компрессорами ВД и НД коэффициент восстановления полного давления σпт выбирается в пределах σпт =0,985…1. Принимаем σпт=0,985.

Коэффициент восстановления полного давления в переходном канале между каскадами компрессора принимаем равным σвк=0,985.

С помощью механического КПД учитывают потери мощности в опорах двигателя, отбор мощности на привод вспомогательных агрегатов, обслуживающих двигатель. Механический КПД находится в интервале ηm=0,98 .0,995. Для ротора высокого давления принимаем ηm вд=0,985. Для ротора вентилятора ηm в=0,99.

При истечении газа из суживающегося сопла возникают потери, обусловленные трением потока о стенки сопла, а также внутренним трением в газе. Эти потери оцениваются коэффициентом скорости φс. Для сопел принимаем φс1=0,99, φс2=1.

При малом различии скоростей потоков наружного и внутреннего контуров на входе в камеру смешения, обусловленном равенством статических и примерным равенством заторможенных давлений в этом сечении, потери на смешение невелики и могут задаваться значением коэффициента s см=0,98 . 0,99, принимаем s см = 0,985.

Для задания простого суживающего сопла принимается pс =1, а полное расширение газа в сопле при сверхкритическом перепаде давлений реализуется при pс =0,1. Принимаем pс1 =0,1, pс2 =1,

Современные двигатели имеют сложную систему охлаждения горячих частей (первые ступени турбины). Необходимо также производить подогрев элементов входного устройства, поскольку попадание в проточную часть двигателя льда может привести к повреждению лопаток. Для всех этих нужд требуется воздух, отбираемый из-за компрессора или какой-либо его ступени. Отбор сжатого воздуха оценивается относительной величиной Для расчёта принимаем =0,100.