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, N0x.
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.