Тема 8. Термодинамические основы работы компрессоров и детандеров

Основные принципы компримирования газов. Компрессоры: объемные, лопаточные, струйные. Работа одноступенчатого компрессора. Многоступенчатое сжатие. Распределение давления между ступенями. Ти­пы компрессоров ГТД. Детандерные устройства, классификация, назначе­ние. Турбодетандеры. h-S-диаграмма и ее свойства.

Методические рекомендации

Рассматривая процессы, необходимо четко представлять энергети­ческие преобразования, происходящие в компрессоре и детандере. Нужно помнить, что при конструктивном разнообразии компрессоров термодина­мические основы их работы одинаковы и выражение для работы подводи­мой извне будет иметь одинаковый для всех вид. Необходимо четко понять и обосновать необходимость в многоступенчатом сжатии и многоступенча­том расширении.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Какой процесс сжатия является наиболее эффективным?

2. Почему выражение для работы, подводимой к компрессору, имеет одинаковый вид для объемных и лопаточных компрессоров?

3. Поясните с помощью P-V- или T-S- диаграмм преимущество многосту­пенчатого сжатия в компрессоре.

4. Почему лопатки компрессоров ступеней высокого давления имеют меньшие размеры по сравнению с лопатками ступеней низкого давле­ния?

5. Поясните принцип действия турбодетандера. Почему снижается тем­пература газа на выходе из турбины?

6. Изобразите процесс расширения на турбине в P-V- и h-S-координатах.

7. Чем отличается работа идеального процесса расширения от работы расширения реального процесса?

Тема 9. Конструкция и работа камеры сгорания (КС) авиационных двигателей

Назначение и особенности конструкции камеры сгорания. Органи­зация рабочего процесса в КС. Основные параметрические показатели КС.

Методические рекомендации

Изучая эту тему, студент должен иметь представление об особен­ностях трубчатых, секционных, кольцевых, угловых КС и почему в них требуются высокие значения коэффициентов избытков воздуха. Он должен понимать, чем принципиально отличаются КС печей и котлов от камер сгорания ГТД, ГТУ. Студент должен объяснять, с какой целью воздух, по­ступающий в КС, делится на три потока и какими средствами достигается полнота сгорания топлива, уменьшение выбросов вредных компонентов?

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Какие требования предъявляются к КС ГТД?

2. С какой целью КС разделена на зоны горения и смешения?

3. Чем объяснить повышенные по сравнению со стехиометрическим со­отношением значения коэффициента избытка воздуха?

4. Перечислите основные параметрические требования к КС.

5. Что называется коэффициентом полноты сгорания топлива?

6. Перечислите температурные диапазоны образования вредных выбро­сов в СО, С0₂, Н₂, N0_x.

Тема 10. Установки теплоснабжения авиапредприятий. Принципы и схемы систем теплоснабжения

Теплогенераторы систем теплоснабжения: химические, электриче­ские, солнечные, гидравлические, тепловые насосы. Тепловой и энергети­ческий баланс теплогенераторов.

Теплотрассы, устройство и эксплуатация тепловых сетей. Основы расчета теплотрасс. Горячее водоснабжение, классификация, теплоносите­ли, оборудование. Назначение и основы расчета отопительно-вентиляционных установок. Системы отопления: классификация, основные устройства. Классификация и устройство вентиляционных систем. Систе­мы кондиционирования: классификация, принципиальные схемы, анализ процессов.

Методические рекомендации

Рекомендуется изобразить схему пункта теплоснабжения, последо­вательно разобрать, какие основные устройства и системы входят в него, их назначение, взаимодействие между собой, путь движения топлива, теп­лоносителя и продуктов сгорания (если таковые имеются). Следует усво­ить, как определяется КПД всего комплекса теплоснабжения, какое влия­ние на него оказывают расход теплоносителя и условия эксплуатации. Сле­дует знать, в чем заключается преимущество и недостатки различного типа теплоносителей.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Изобразите принципиальную схему системы теплоснабжения (ко­тельную).

2. Перечислите основные элементы системы теплоснабжения.

3. Поясните их назначение.

4. Что такое КПД установки теплоснабжения?

5. Чем вызваны высокие требования к качеству теплоносителей отопи­тельных систем? Почему очень важно возвращать конденсат от по­требителей?

6. Как определяют производительность вентиляторов отопительно-вентиляционных систем?

7. Какие процессы с воздухом осуществляются в кондиционерах. Прин­цип кондиционирования.

8. Поясните принцип кондиционирования на примере теплового насоса.

9. Опишите принцип работы вихревого гидравлического теплогенерато­ра. Приведите выражение коэффициента эффективности.