Тепловой баланс двигателя

Под тепловым балансом двигателя понимают распределение тепла, внесенного в двигатель с топливом. Тепловой баланс показывает эффективность использования тепла в двигателе.
Тепловой баланс поршневого двигателя. Испытаниями и расчетами установлено, что в полезную работу превращается в среднем 25— 27% тепла; отнимается при охлаждении 13—15%, передается маслу 2—3%, теряется от неполноты сгорания топлива 13—15% и уносится с выходящими газами 43—45%. Таким образом, с выходящими газами уносится почти вдвое больше тепла, чем превращается в полезную работу.
Некоторые современные ПД имеют дополнительные турбинные устройства, использующие энергию выходящих газов. Тепловой баланс турбореактивного двигателя. В полезную тяговую работу превращается 20—30%, остальная располагаемая энергия переходит в следующие потери: вследствие неполноты выделения тепла 3—4%; тепла с выходящими газами 55—70% и кинетической энергии с выходящими газами 5—10% . термический к. п. д., характеризующий степень совершенства ТРД как тепловой машины и показывающий, какая часть тепла, внесенного в двигатель с топливом, переходит в кинетическую энергию воздуха, проходящего через двигатель— тяговый к. п. д., характеризующий совершенство ТРД как движителя и показывающий, какая часть приращения кинетической энергии воздуха в двигателе переходит в полезную тяговую работу.

Тяга ПД и ТВД уменьшается при увеличении скорости полета. При скорости полета М>0,6, коэффициент полезного действия воздушного винта быстро падает. Поэтому ПД и ТВД практически могут применяться только для дозвуковых скоростей полета. Тяга ТРД в диапазоне чисел М от 0 до 1 изменяется незначительно. При числах М>1 тяга ТРД постепенно возрастает и достигает наибольшего значения при М«2, после чего вновь уменьшается. При числе М = 4 тяга ТРД практически уменьшается до нуля. Следовательно, областью возможного применения ТРД считают числа М от 0 до 3,5. ПВРД применяются на летательных аппаратах совместно с другими силовыми установками, которые используются для создания тяги на малых скоростях полета, где тяга ПВРД мала, а при скорости, равной нулю, этот двигатель вообще не создает тяги. Вместе с тем при больших числах М ПВРД имеют значительные преимущества перед ТРД как по тяге, так и по экономичности. Наилучшие скоростные характеристики имеют ЖРД, тяга которых не зависит от скорости. Но существенным недостатком этих двигателей, ограничивающим их применение в авиации, является очень большой расход топлива. Можно сделать следующие выводы: у ПД до расчетной высоты, составляющей обычно 5000— 7000 М, тяга увеличивается вследствие наддува. Тяга высотного ТВД после некоторого падения также увеличивается до расчетной высоты; тяга ТРД при увеличении высоты полета до 11 000 М уменьшается медленнее, чем падает плотность наружного воздуха, так как до этой высоты одновременно понижается температура наружного воздуха. В стратосфере, с увеличением высоты тяга ТРД падает пропорционально уменьшению плотности воздуха.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: