Kategoria: Samochody od A do Z
SPRAWNOŚCI MASZYN
Sprawności tego rodzaju niewielkich maszyn wirnikowych są o 3.. .4% niższe od sprawności, geome¬trycznie podobnych dużych maszyn. Wynika to głównie ze względnego powiększenia szczelin między łopatkami wirnika a obudową, większych względnych błędów wyko¬nania profilów łopatek oraz ze zmniejszenia liczby Reynoldsa (charakteryzującej przepływ) w małych turbinach w porówna¬niu z dużymi.Moc geometrycznie i termodynamicznie podobnych maslyfl wirnikowych jest w przybliżeniu wprost proporcjonalna do masowego natężenia przepływu gazu, które przy jednakowych prędkościach przepływu gazu i jednakowych prędkościach obwodowych wirników jfest z kolei wprost proporcjonalne do kwadratu wymiarów liniowych (np. średnic)^ a odwrotnie proporcjonalne do kwadratu prędkości obrotowej wirnika. Turbiny i sprężarki silników samochodowych mają zatem z konieczności bardzo wysokie prędkości obrotowe wirników: n = 22000.. .52 000 obr/min — zespół turbina sprężarka oraz n = 13 000.. .43 000 obr/min — turbina napędowa.
KONIECZNOŚĆ STOSOWANIA
Stwarza to konieczność stosowania zwolnicy 0 dużym przełożeniu między wałem turbiny napędowej a skrzynką biegów.Spaliny o temperaturze i ciśnieniu wyższych niż temperatura ciśnienie otoczenia wytwarzane są zwykle w zespole wirnikowym , rzadziej w’tzw. tłokowej wytwornicy spalin. W zespole wirnikowym powietrze sprężane jest w sprężarce wirnikowej napędzanej przez turbinę. Spalanie w silniku turbospalinowym z wirnikową wytwornicą spalin może przebiegać w sposób ciągły lub nieciągły, a w urządzeniach tłokowych tylko w sposób nieciągły. Teoretycznie, spalanie nieciągłe pozwala na osiągnięcie wyższych sprawności niż spalanie ciągłe.
TRUDNOŚCI KONSTRUKCYJNE
Trudności konstrukcyjne i eksploatacyjne związane z koniecznością zainstalowania zaworów w komorze spalania silnika o spalaniu nieciągłym sprawiają, ie obecnie produkowane są tylko samochodowe silniki turbospaiinowe o spalaniu ciągłym. Silnik turbospalinowy bez odzyskiwania ciepła ze spalin cechuje to, że temperatura czynnika pracującego, przepływającego między sprężarką a turbiną, wzrasta tylko wskutek spalania paliwa w komorze spalania. Natomiast w silniku turbospalinowym z odzyskiwaniem ciepła ze spalin temperatura czynnika pracującego, przepływającego między sprężarką a turbiną, wzrasta najpierw w wymienniku ciepła, w następstwie ogrzewania powietrza wypływającego ze sprężarki spalinami wypływającymi z turbiny.
W OBIEGU
W obiegu bez odzyskiwania ciepła ze spalin, spalanie paliwa w komorze spalania zastąpiono doprowadzaniem ciepła z zewnątrz, przy stałym ciśnieniu wg przemiany izobarycznej 2—3.Usuwanie spalin z silnika zastąpiono odprowadzaniem ciepła od stałej ilości czynnika przy stałym ciśnieniu według przemiany izobarycznej 4—1. Sprawność cieplna obiegu Braytona bez odzyskiwania ciepła rośnie ze wzrostem sprężu yt = 1 — j- gdzie: n = pjpŁ spręż zdefiniowany n * -jako stosunek ciśnienia końca sprężania p2 do ciśnienia początkowego sprężania oraz » — wykładnik adiabaty. Jeżeli stosuje się odzyskiwanie ciepła ze spalin, powietrze za sprężarką może być ogrzane teoretycznie do temperatury spalin za turbiną Tt = T8.
Loading ...
