logo search
Теория авиационных двигателей (РИО)

1.5. Полный кпд гтд прямой реакции

Полным КПД ГТД прямой реакции называется отношение тяговой работы

ко всей теплоте, внесенной в двигатель с топливом, т. е.

. (1.11)

Так как Qо характеризует величину химической энергии топлива при условии его полного сгорания в двигателе и при отсутствии потерь тепла через стенки камеры сгорания, то полный КПД оценивает долю этой энергии, преобразованную в тяговую работу. Значит, он наиболее полно учитывает все виды потерь в процессе преобразования химической энергии топлива в тяговую работу двигателя по перемещению летательного аппарата.

Введем понятие внутреннего КПД ТРДД

.

В отличие от внутреннего КПД термодинамического цикла он учитывает гидравлические потери в наружном контуре ТРДД, что следует из сравнения выражений для

Lц = иLтм =

Тогда для полного КПД ТРДД получим

ηп = ηвн ТРДД ηтяг,

т. е. полный КПД ТРДД равен произведению внутреннего КПД ТРДД и тягового КПД.

В ТРД Lтм=Lц, поэтому внутренний КПД ТРД совпадает с внутренним КПД термодинамического цикла.

Полный КПД характеризует экономичность двигателя в полете в отличие от удельного расхода топлива, который характеризует экономичность двигателя только при заданной скорости полета и данном типе топлива.

При работе двигателя на месте полный КПД равен нулю, т. к. равен нулю тяговый КПД. В полете полный КПД может достигать значений 0,2…0,35 и более.

Найдем связь между полным КПД и удельным расходом топлива, который, как известно, равен

.

Для этого заменим в выражении для удельного расхода топливавеличину удельной тяги значением, определенным из формулы (1.11) для полного КПД, и учитывая, что

,

получим

.

Тогда окончательно будем иметь

. (1.12)

Таким образом, при заданной скорости полета удельный расход топлива обратно пропорционален полному КПД. Значит, оценивать экономичность двигателей путем сравнения их удельных расходов топлива можно только при одинаковой скорости полета. Поэтому Суд является менее универсальным параметром, характеризующим экономичность двигателя, чем полный КПД. Однако Суд позволяет оценить экономичность двигателя в стартовых или стендовых условиях. При этом используется следующая зависимость:

.