Водород как топливо.
Химические топлива – однокомпонентные. Используют смесь горючих веществ для сжигания которого используется кислород воздуха.
Двухкомпонентные топлива включают в себя как горючее, так и окислитель.
Различают высшую и низшую уд. теплоты сгорания топлива.
Высшая теплота сгорания топлива – кол-во теплоты, выд. при полном сгорании в воздухе 1 кг топлив, которые имеют одинаковую исходную базовую t-ру при условии последующего охл-я продуктов сгор-я до этой базовой t-ры с учетом тепловых эффектов всех фазовых превращений, в том числе конденсации воды. За стандартную базовую t-ру принимают +20 оС, +25 оС, +30 оС.
Низшая уд. теплота сгорания топлива определяется также как и высшая, но при условии охлажд-я паров воды до базовой t-ры без конденсации.
Водород, как топливо. Потенциальные запасы сырья для получения водорода – воды – практически не ограничены. После сжигания водорода опять образуется вода, т.е. водород явл-ся абсолютно восстанавливаемым носителем энергии. Водород явл-ся криогенным, т.е. глубоко переохлажденным жидким топливом. Это качество дает водороду большое преимущество: значительное хладосодержание можно использовать для охл-я горячих деталей и систем. Водород подается в двигатель и сжигается в газообразном виде. Теплота испарения 442 кДж/кг при t=-253 оС.
Свойства водородного топлива при использовании его как авиационного топлива:
1. Высокая массовая теплота сгорания позволяет уменьшить удельный расход топлива в 2,8…3 раза в том случае, если хладосодержание водорода используется для совершенствования рабочего цикла двигателя.
2. Низкая плотность приводит к увеличению объемов топливных баков.
3. Высокое хладосодержание жидкого водорода оказывается вполне достаточным для охлаждения конструкции двигателя.
4. Криогенность вызывает целый ряд требований:1)теплоизоляция баков;2)спец.системы продувки;3)спец. Системы топливоснабжения и хранения жидкого водорода.
5.Обеспечение пожаро- и взрывобезопасности.
6. Высокая хим. акт-ть при горении в воздухе облегчает организацию рабочего процесса в к.с.
7. Водородные ГТД должны обладать системами охл-я, газификации водорода, принципиально новыми системами топливоподачи и регулирования.
С точки зрения экологии водородное топливо экологично.
25.Основные характеристики входных устройств. Требования предъявляемые к ним.(нет требований к ву)КВОУ ГТУ В ЭГТУ открытого цикла используется атмосферный воздух, поэтому в конструкции таких ГТУ применяются специальные меры по очистке воздуха от пыли и других загрязнений, а также по подавлению возникающего шума. Очистка воздуха от естественной и пром пыли и загрязнений защищает воздушный и газовый тракты от эрозии и коррозии. Для очистки обычно применяются двухступенчатые фильтры. Система очистки воздуха включает в себя также жалюзийный сепаратор, установленный перед фильтрами, и шумоглушитель. Жалюзи предохраняют тракт от попадания дождя, крупных посторонних предметов. Основные фильтры выполняют из многослойной пористои ткани, плотность слоев которой увеличивается по направлению воздуха. Эффективность улавливания мелкой пыли возрастает, если смачивать тканевые фильтры специальным составом. По мере загрязнения фильтра осуществляется его перематывание с верхнего барабана на нижний. Эффективность улавливания пыли в КВОУ достигает 0,995. Скорость перемещения воздушного потока выбирается не более 3,0м/с, что приводит к большим габаритным размерам КВОУ. Гидравлическое сопротивление системы фильтров невелико и составляет 50-70 Па. Для подавления шума применяют глушители пластинчатого типа. Панели глушителя имеют металлические перфорированные стенки, которые внутри заполняют тонким стекловолокном или минеральной ватой с плотностью набивки 15-20кг/м3. Толщина панели составляет 100-200мм, а ее габаритные размеры выбираются по конструктивным соображениям Входное устройство состоит из входного устройства двигателя и предшествующего ему комплексного ВОУ. Основные параметры, характ. эффек-ть входного устр-ваКоэффициент восстановления полного давления входного устройства двигателя . Хаар-ка от входного устройства – неоднородность потока – определяется окружной неравномерностью потока
и крупномасштабной турбулентностью, оцениваемой среднеквадратичной пульсацией полного давления.
, где W-нормируется из условия обеспечения газодинамич.устойчивости компрессора. ВОУ должно содержать сис-му очистки воздуха от естеств. и промыш. пыли – среднегодовая концентрация пылевых частиц в очищаемом воздухе до 2,8 мг/м3, максим. конц-я до 30 мг/м3, кратковременная – не более 100 часов в год конц-я до 150 мг/м3 в период пылевых бурь.Конструкция ГТУ должна обеспечивать доступ ч/з ВОУ к газогенератору ГТУ для монтажа и демонтажа. Иметь канал для отбора воздуха на охл-е ВМТ(воздушно – масляного т/обм.) при выходе из строя ВМТ и обеспечивать просос через ВМТ необходимого расхода воздуха, поступающего в последующем в ГТУ; иметь систему подачи моющего раствора на вход в двигатель. ВОУ должно быть снабжено системой защиты от попадания атмосферных осадков.
БИЛЕТ 11
11.Тепловой расчет камеры сгорания ЭГТУ.
Уточнение характеристик сжигаемого топлива. Принимаем низшую теплоту сгорания, теоретически необходимое количество воздуха для сжигания 1кг топлива. Далее уточняем количество трехатомных веществ LRO2, LH2O LO2 LN2, по этим данным определяют массовые доли компонентов для каждого вида
. Уточняем теплофизические свойства газов
,
, массовая доля воздуха в прод сгорания
, массовая доля чистых продуктов сгорания
Общий тепловой баланс КС
Применяется к 1кг сжигаемого топлива
-расход возд после компр,
-расход газов на входе в гт, Решается методом последовательных приближений. Для этого нах-ся энтальпия газов перед турбиной и коэффициент избытка воздуха по таблицам., либо решается графически(задается несколько значений избытка воздуха и берется линия из расчета показ. Компрессора, в точке пересечения этих кривых и будет получено расчетное значение альфа) Диаграмма h от альфа
26. Общие сведения о выходных устройствах.
Общим назначением выхлопного устройства является обеспечение отвода рабочего тела ГТУ в заданном направлении с минимальными гидравлическими потерями при принятых габаритных ограничениях.