КПД воздушно-реактивного двигателя. Кпд реактивного двигателя

Коэффициент полезного действия реактивного двигателя

Коэффициент полезного действия реактивного двигателя Коэффициент полезного действия реактивного двигателя безразмерная величина, характеризующая степени совершенства реактивного двигателя как тепловой машины и реактивного движителя. Различают полный, эффективный и полётный (тяговый) К. п. д. р. д. Полный коэффициент полезного действия (η)0, выражается отношением полезной тяговой мощности двигателя к затраченной в единицу времени термохимической и кинетической энергии топлива, находящегося на борту летательного аппарата. Пренебрегая нагревом топлива в баках и системах вне двигателя, получим (η)0 = PV/(Gт(Hu + V2/2), где Р — реактивная тяга двигателя, V — скорость полёта, Gт — расход топлива (горючего и окислителя в ракетных двигателях) во всех камерах сгорания двигателя в единицу времени, Hu — теплота сгорания 1 кг топлива (в воздушно-реактивном двигателе) или 1 кг смеси горючего и окислителя (в ракетном двигателе). Полный коэффициент полезного действия равен произведению эффективного и полётного коэффициент полезного действия ((η)э и (η)п), характеризующих соответственно термогазодинамическое совершенство двигателя и его совершенство как движителя: (η)0 = (η)э(η)п. У воздушно-реактивного двигателя эффективный коэффициент полезного действия определяется отношением создаваемой двигателем располагаемой работы (в виде разности кинетической энергий вытекающих из сопел газов и набегающего потока воздуха) к затраченной энергии топлива. У воздушно-реактивного двигателя простейших одноконтурных схем (турбореактивный двигатель, прямоточный воздушно-реактивный двигатель) этот коэффициент полезного действия близок к термическому коэффициенту полезного действия термодинамического цикла и сохраняет характер его зависимости от основных параметров цикла. У турбореактивного двухконтурного двигателя (η)э несколько снижается из-за потерь при обмене энергий между контурами, однако полный коэффициент полезного действия турбореактивного двухконтурного двигателя на малых скоростях растёт в связи с ростом полётного коэффициента полезного действия. У двигателей с форсажными камерами сгорания при малых V значение (η)э уменьшается вследствие того, что подвод топлива в форсажные камеры осуществляется при более низком давлении воздуха однако при высоких сверхзвуковых скоростях полёта (η)э значительно увеличивается из-за существенного повышения давления в двигателе вследствие динамического сжатия воздуха. Полётный коэффициент полезного действия определяется отношением полезной тяговой мощности двигателя к создаваемой им располагаемой мощности. Этот коэффициент полезного действия определяется приближённой формулой Б. С. Стечкина для двигателей с единым реактивным соплом: (η)п = 2(V)/1 + (V)), где (V) = V/ωc — отношение скоростей полёта и истечения газов из реактивного сопла (реально (V) У ракетных двигателей (η)э определяется как отношение располагаемой работы (в виде суммы кинетической энергий вытекающих из сопла газов и топлива на борту летящего летательного аппарата) к полной энергии топлива, то есть (η)э = (ω2с + V2)/2(Hu + V2/2). Полётный коэффициент полезного действия ракетного двигателя выражается формулой (η)п = 2(V)/(1 + (V)2). У турбовинтовых двигателей (η)э определяется отношением эквивалентной мощности Ne к затраченной энергии топлива: (η)э = Ne/(GтHu). Полётный коэффициент полезного действия турбовинтовых двигателей выражается сложной формулой, его значение близко к значению коэффициента полезного действия винта (η)в = PвV/Nв, где Рв, Nв — тяга винта и мощность на его валу. Воздушно-реактивные двигатели к концу 80-х гг. достигли высокого термогазодинамического совершенства. Дозвуковые турбореактивные двухконтурные двигатели при высокой степени повышения давления а цикле (до 30 только в компрессорах и до 50 с учётом динамического сжатия в полёте при Маха числе полёта М(∞) = 0,8—0,85) имеют (η)э = 0,42—0,43, что превышает коэффициенты полезного действия, достигаемые в других транспортных тепловых машинах с простым рабочим циклом. Значение (η)э у современных турбореактивных двигателей с форсажной камерой и турбореактивных двухконтурных двигателей с форсажной камерой при высоких скоростях полёта (М(∞) = 2—3) равно 0,4—0,5. Такие значения эффективного коэффициентa полезного действия при высоких полётных коэффициентов полезного действия обеспечивают современным воздушно-реактивным двигателям высокие значения полного коэффициента полезного действия , который имеет тенденцию к росту при увеличении скорости полёта летательного аппарата (при V = 0 всегда (η)0 = 0).

Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия. Главный редактор Г.П. Свищев. 1994.

Коэффициент полезного действия компрессора, турбины
Коэффициент полноты сгорания топлива

Смотреть что такое "Коэффициент полезного действия реактивного двигателя" в других словарях:

коэффициент полезного действия реактивного двигателя — Рис. 1. Полётный коэффициент полезного действия. коэффициент полезного действия реактивного двигателя безразмерная величина, характеризующая степень совершенства реактивного двигателя как тепловой машины и реактивного движителя. Различают… … Энциклопедия «Авиация»
коэффициент полезного действия реактивного двигателя — Рис. 1. Полётный коэффициент полезного действия. коэффициент полезного действия реактивного двигателя безразмерная величина, характеризующая степень совершенства реактивного двигателя как тепловой машины и реактивного движителя. Различают… … Энциклопедия «Авиация»
коэффициент полезного действия реактивного двигателя — Рис. 1. Полётный коэффициент полезного действия. коэффициент полезного действия реактивного двигателя безразмерная величина, характеризующая степень совершенства реактивного двигателя как тепловой машины и реактивного движителя. Различают… … Энциклопедия «Авиация»
коэффициент полезного действия реактивного двигателя — Рис. 1. Полётный коэффициент полезного действия. коэффициент полезного действия реактивного двигателя безразмерная величина, характеризующая степень совершенства реактивного двигателя как тепловой машины и реактивного движителя. Различают… … Энциклопедия «Авиация»
Комбинированный двигатель — двигатель авиационный, в котором сочетаются элементы двигателей различных схем с целью улучшения его характеристик в широком диапазоне условий полёта и режимов работы. Исходными для образования К. д. могут служить двигатели, работающие по циклам … Энциклопедия техники
комбинированный двигатель — комбинированный двигатель двигатель авиационный, в котором сочетаются элементы двигателей различных схем с целью улучшения его характеристик в широком диапазоне условий полёта и режимов работы. Исходными для образования К. д. могут служить … Энциклопедия «Авиация»
комбинированный двигатель — комбинированный двигатель двигатель авиационный, в котором сочетаются элементы двигателей различных схем с целью улучшения его характеристик в широком диапазоне условий полёта и режимов работы. Исходными для образования К. д. могут служить … Энциклопедия «Авиация»
Схемы вертолетов — Реактивный момент, действующий на корпус вертолёта, и его компенсация Схема вертолета описывает количество несущих винтов вертолёта, а также тип устройств, используемых для управления вертолетом. Усилие для раскручивания несущего винта мож … Википедия
авиация — Рис. 1. Изменение приведённой «вредной» площади манёвренных истребителей по годам. авиация (франц. aviation, от лат. avis птица) широкое понятие, связанное с полётами в атмосфере аппаратов тяжелее воздуха. А. включает необходимые технические… … Энциклопедия «Авиация»
авиация — Рис. 1. Изменение приведённой «вредной» площади манёвренных истребителей по годам. авиация (франц. aviation, от лат. avis птица) широкое понятие, связанное с полётами в атмосфере аппаратов тяжелее воздуха. А. включает необходимые технические… … Энциклопедия «Авиация»

dic.academic.ru

КПД воздушно-реактивного двигателя

При сгорании топлива выделяемое тепло подводится к рабочему телу. Оно равно

, где - количество тепла в сек. на 1 кг воздуха.

Движитель преобразует механическую работу, численно равную работе цикла, в полезную работу, необходимую для передвижения ЛА, - полезная работа по перемещению ЛА в единицу времени .

Тогда общий КПД:

Общим КПД называют отношение полезной работы передвижения ЛА к располагаемой энергии внесенного в двигатель топлива.

Общий КПД характеризует двигатель в целом: и как тепловую машину, и как движитель. Используем выражение для

для установления связи между удельным расходом топлива и общим КПД:т

, т.к.

, то

Умножим и разделим это выражение на

Как следует из этого выражения, удельный расход топлива при и изменяется обратно пропорционально общему КПД. Общий КПД лучших ТРД примерно равен 0,3. Т.к. при , а большая часть испытаний авиационных двигателей ведется в стендовых условиях

, на практике в качестве критерия эффективности используется удельный расход топлива.

Важное значение имеет полетный КПД.

- располагаемая работа движителя в единицу времени;

- полезная работа по передвижению ЛА в единицу времени;

Если подставить , то преобразуя, получим:

Полетный КПД показывает, какая часть кинетической энергии, приобретенной потоком газа в двигателе, преобразуется в полезную (тяговую) работу.

Из сопоставления формул для ,

следует, что

Чему равен КПД ракетного двигателя?

сынок... я хоть и самый умный в мире человек... но даже мне это не по силе

никакой двигатель не перепрыгнул барьер в 70%

Ну, может один процент. До пяти во всяком случае.

вообще КПД - штука хитрая. Его для тепловых машин придумали. Оценивать ракетные двигатели совсем бессмысленно. Ракетный движок придает импульс, а не энергию. Если посчитаете - у вас получится разный КПД в зависимости от скорости полета, от массы груза и топлива на борту. куда важнее скорость истечения или удельный импульс.

Ракетные двигатели характеризуются тягой и удельным импульсом. Понятие КПД для них применять не совсем корректно.

60%, но можно до 70% догнать если он водородом плюваться будет.

КПД реактивного двигателя - вполне нормальная характеристика. Реактивный двигатель использует химическую энергию топлива и тратит его на два полезных действия: преодоление лобового сопротивления и повышение кинетической энергии ракеты. Так что надо поделить сумму двух последних на первое - и все. Получим нормальную величину меньше 100%. При движении в вакууме, КПД легко рассчитать, т. к. лобовое сопротивление отсутствует. Химическая энергия тратится на расширение газа, к сожалению не равновесному, так что просто посчитать не удается. Зато дальше просто. Реактивные газы истекают из сопла с определенной скоростью, закон сохранения импульса выполняется - можно посчитать какая доля энергии передается ракете. Есть, конечно диссипация энергии, и затраты на обеспечение работы двигателя, но ими можно пренебречь. А можно и померить экспериментально. Все это возможно, а иначе как бы люди узнали сколько топлива требуется для того, чтобы долететь до Юпитера? Беда в том, что часто вводят всякие "полетные КПД", "полные мощности" и т. п. Это приводит к путанице, т. к. подобных характеристики могут принимать немыслимые значения. Еще одна проблема появляется, когда мы начинаем задумываться, а так уж полезно для нас тащить с собой это самое топливо для двигателя. Может быть, кинетическая энергия топлива не должна входить в знаменатель КПД?

Итак, считаем по методу Корпускуляр Гения. Теплота сгорания водорода - 120 МДж/кг, скорость истечения газов для водород-кислородной пары - 4,5 м/с. Для того, чтобы сжечь 1 моль водорода нужно 0.5 моль кислорода или на 1 кг h3 - 8 кг О2. Таким образом на 1 кг топлива, получаем 9 кг рабочего тела, движущегося со скоростью 4.5 км/с. Считаем кинетическую энергию - E = mV^2/2 или 9*(4500)^2/2 = 91 МДж. Теперь кпд - (91/120)*100% =76%. Таким образом, ракетный двигатель преобразует в кинетическую энергию 76% внутренней энергии рабочего тела.

А теперь давайте посчитаем "в лоб", по "школьной" формуле для КПД. КПД=100%* (Т1-Т2)/Т1, где Т1 - температура нагревателя (температура внутри камеры сгорания реактивного двигателя), Т2 - температура холодильника (наружной атмосферы.) Для керосин-кислородного РД: Т1=3750 К, В качестве Т2 (наружного воздуха) примем обычные Т2=20 град. С = 293 К. Итак: КПД=100* (3755-293)/3755=92,2% (!!!) А в космосе, где еще холоднее и того круче!

Имеется в виду то, что пропадает тепловая составляющая. Огромный факел горячих газов вылетающий из сопла, уносит большое колличество энергии. Поэтому, конечно, кпд крайне низок. Правильнее было бы говорить о кпд топлива и полном его использовании, двигателем. Кстати, ничего не слыхали о наноантенах? Пленка с напечатанными на ней элементами антен, величина которых соответствует длине поглощаемых волн. Вот где высокий кпд! Осталось подождать создания террагерцевого выпрямителя.

Филипп Гиревка восстановил репутацию ЖРД )) . Что касается термодинамического КПД в 92%, то это - верхняя оценка, а не КПД, как таковой. Но 76% - это КПД преобразования теловой энергии в механическую струи, а не КПД двигательной системы. Если его считать, то нужно умножить эти 76% на отношение массового расхода топлива (водород+ кислород) к массе всей ракеты. Эта величина будет конечно переменной. Вначале КПД очень мал, но по мере разгона ракеты он растет. В эотм смысле нет однозначного ответа на вопрос, каков КПД у ЖРД.

science.ques.ru

тяговый кпд реактивного двигателя - это... Что такое тяговый кпд реактивного двигателя?

тяговый кпд реактивного двигателя

Astronautics: jet-propulsion efficiency

Универсальный русско-английский словарь. Академик.ру. 2011.

тяговый коэффициент полезного действия
тяговый крюк

Смотреть что такое "тяговый кпд реактивного двигателя" в других словарях:

коэффициент полезного действия реактивного двигателя — Рис. 1. Полётный коэффициент полезного действия. коэффициент полезного действия реактивного двигателя безразмерная величина, характеризующая степень совершенства реактивного двигателя как тепловой машины и реактивного движителя. Различают… … Энциклопедия «Авиация»
коэффициент полезного действия реактивного двигателя — Рис. 1. Полётный коэффициент полезного действия. коэффициент полезного действия реактивного двигателя безразмерная величина, характеризующая степень совершенства реактивного двигателя как тепловой машины и реактивного движителя. Различают… … Энциклопедия «Авиация»
коэффициент полезного действия реактивного двигателя — Рис. 1. Полётный коэффициент полезного действия. коэффициент полезного действия реактивного двигателя безразмерная величина, характеризующая степень совершенства реактивного двигателя как тепловой машины и реактивного движителя. Различают… … Энциклопедия «Авиация»
коэффициент полезного действия реактивного двигателя — Рис. 1. Полётный коэффициент полезного действия. коэффициент полезного действия реактивного двигателя безразмерная величина, характеризующая степень совершенства реактивного двигателя как тепловой машины и реактивного движителя. Различают… … Энциклопедия «Авиация»
ПВРД — Воздушно реактивный двигатель (ВРД) тепловой реактивный двигатель, в качестве рабочего тела которого используется атмосферный воздух, нагреваемый за счёт химической реакции окисления горючего кислородом, содержащимся в самом рабочем теле. Впервые … Википедия
ПуВРД — Воздушно реактивный двигатель (ВРД) тепловой реактивный двигатель, в качестве рабочего тела которого используется атмосферный воздух, нагреваемый за счёт химической реакции окисления горючего кислородом, содержащимся в самом рабочем теле. Впервые … Википедия
Воздушно-реактивный двигатель — (ВРД) тепловой реактивный двигатель, в качестве рабочего тела которого используется смесь забираемого из атмосферы воздуха и продуктов окисления топлива кислородом, содержащимся в воздухе. За счёт реакции окисления рабочее тело нагревается… … Википедия
Mars Science Laboratory — Кьюриосити Mars Science Laboratory … Википедия
ЭЛЕКТРОМАШИННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ И ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ — машины вращательного типа, преобразующие либо механическую энергию в электрическую (генераторы), либо электрическую в механическую (двигатели). Действие генераторов основано на принципе электромагнитной индукции: в проводе, движущемся в магнитном … Энциклопедия Кольера

universal_ru_en.academic.ru