Рабочие тела и их характеристики

РАБОЧИЕ ТЕЛА И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ [c.45]

В качестве твердой активной среды в лазерах одним из первых был использован рубин. Диапазон энергии импульсов, генерируемых лазерами на рубине, довольно широк (от долей джоуля до нескольких сот джоулей). Недостатком таких лазеров является высокая стоимость рабочих элементов, зависящая от их размеров. Обычно лазеры на рубине работают при частоте следования импульсов не более 1 импульса в секунду во избежание чрезмерного перегрева рабочего тела и тем самым изменения (снижения) энергии излучения и увеличения расходимости. В табл. 2 приведены характеристики некоторых лазеров на рубине. [c.35]

Возможные рабочие тела ядерных ракетных двигателей и их характеристики ). Значение удельного импульса как характеристики рабочего тела было показано в гл. 1 и 2 и ранее в этой главе. Располагаемый эффективный удельный импульс определяется в основном термодинамическими свойствами образующихся в результате сгорания топлива газов, геометрией сопла ракетного двигателя и рабочими условиями на входе в сопло, т. е. на выходе реактора. [c.511]

Теоретический анализ рабочих тел. Впервые сравнение параметров различных газообразных рабочих тел и установление степени их влияния на характеристики двигателей Стирлинга было выполнено Мейером (1970 г.). Указанные на рис. 6.1 графические зависимости лишь кратко отражают выполненные на ЭВМ оптимизационные расчеты, проведенные фирмой Филипс с использованием усовершенствованной моделирующей программы. [c.125]

Потенциальные возможности смешанных рабочих тел. Проведенные исследования показали, что удельные характеристики двигателей и холодильных машин Стирлинга могут быть значительно улучшены с применением смешанных рабочих тел. Степень их улучшения (почти в 2 раза) достаточна для продолжения следующего этапа исследований. [c.150]

В тепловом расчете отдельных поверхностей учитываются сочетание радиационной и конвективной теплоотдачи от продуктов сгорания, характер омывания ими труб, наличие на трубах внутренних и внешних отложений, теплофизические свойства и характеристики рабочего тела (теплопроводность, температуропроводность, вязкость, температура, давление), конструктивные особенности поверхностей нагрева (шахматное, коридорное расположение труб, их диаметр, оребрение и т. д.), наличие очистки от загрязнений. [c.198]

П о м п а ж. При работе турбокомпрессорных машин на сеть могут возникнуть неустойчивые режимы, сопровождающиеся появлением колебаний производительности, давления и величины потребляемой компрессором мощности. Эти явления называют помпажом. Они сопровождаются большим шумом и вызывают вибрацию лопаток, период колебаний которых может совпадать с периодом их собственных колебаний. В этом случае усилия в лопатках могут достигнуть разрушающих значений. Помпаж может возникнуть и при малых производительностях, когда возникает срыв потока сжимаемой жидкости с лопаток из-за изменения углов входа рабочего тела на них и его выхода из них. В ступени в этом случае перестает создаваться требуемое давление. Возможность появления помпажа можно установить при рассмотрении, например, характеристики Q—р вентилятора и сети, на которую он работает. На рис. 33-22 изображена седлообразная характеристика А—Б—В—Г— Д вентилятора и на нее нанесена характеристика сети для двух режимов [c.411]

В процессе эксплуатации пневматических силовых систем управления иногда наблюдается существенное изменение их статических и динамических характеристик. Это свойство чаще всего является следствием изменения параметров рабочего тела — сжатого воздуха, подаваемого в полости пневмопривода. [c.256]

С термодинамической точки зрения желательно иметь рабочие тела с малыми отрицательными значениями ds"jdT. В этом случае процесс адиабатного расширения рабочего тела на турбине заканчивается в парожидкостной области диаграммы состояний при высоких значениях относительных массовых паросодержаний. В таком цикле нет необходимости осуществлять регенерацию, а следовательно, и вводить дополнительный элемент-регенератор в технологическую схему установки, что способствует улучшению ее технико-экономических характеристик. Кроме того, при л = 0,95. .. 0,97 появление влаги в проточной части турбины в конце процесса расширения не оказывает заметного влияния на ее КПД и энергетическую эффективность ПТУ в целом. При больших отрицательных значениях производной ds"ldT для достижения значений, близких к единице относительного массового паросодержания потока, в конце процесса расширения на турбине пар в цикле ПТУ приходится перегревать. Введение перегрева всегда выгодно с термодинамической точки зрения, поскольку это способствует увеличению термического КПД цикла. Однако при этом ухудшаются массогабаритные характеристики парогенератора из-за введения в его состав дополнительного элемента — пароперегревателя. В ряде случаев этот фактор оказывает превалирующее влияние на технико-экономические характеристики ПТУ и обусловливает их ухудшение. При положительных значениях производной ds"ldT процесс расширения в турбине заканчивается в области перегретого пара. Это создает весьма благоприятные условия для работы турбины, так как исключает появление конденсата в конце процесса расширения, соответствующие потери энергии, и эрозию лопаток рабочих колес, а также отпадает необходимость в перегреве пара перед подачей его в турбину. Однако температура торможения перегретого пара на вы- [c.9]

Следующей важной теплотехнической характеристикой рабочего тела является изменение давления рабочего тела в температурном диапазоне реализации прямого цикла. В наземных ПТУ давление насыщения рабочего тела желательно иметь несколько выше атмосферного с тем, чтобы предотвратить подсос воздуха в конденсаторы. В то же время прирост давления насыщения при верхней температуре цикла не должен быть особенно большим, что способствует снижению металлоемкости агрегатов высокого давления установки и упрощает конструкцию целого ряда их элементов, в частности уплотнений. [c.10]

В настоящее время в качестве рабочего тела для теплоэнергетических установок, использующих теплоту уходящих газов, применяется вода. Эти установки имеют удовлетворительные технико-экономические характеристики при верхней температуре цикла в диапазоне 820. .. 920 К- Однако поскольку для организации достаточно интенсивного процесса теплопередачи в котлах-утилизаторах температурный напор должен быть порядка 100 К, то отходящие газы с температурой менее 770 К для непосредственного обогрева парогенераторов пароводяных установок использовать нельзя. По этой причине, например, в пароводяных установках, утилизирующих теплоту отходящих газов за нагревательными колодцами блюминга [25] с температурой 520. .. 570 К, для достижения приемлемых технико-экономических показателей установок, газы перед их подачей в котел-утилизатор приходится подвергать предварительному нагреву, что влечет за собой дополнительный расход топлива и введение в технологическую схему установки еще одного элемента. Расход газа на подтопку котла-утилизатора составляет 5. .. 10 % от основного расхода. [c.20]

На рис. 4 в Г—S-координатах приведены циклы насыщенного пара для ртути, цезия, рубидия, натрия и калия при начальной температуре ЮПО"" С. Конечная температура цикла для каждого рабочего тела различна и соответствует конечному давлению пара, при котором влажность пара за турбиной составляет 18%. Наиболее благоприятны термодинамические характеристики циклов насыщенного пара ртути, цезия и рубидия. Их к. п. д. близок [c.24]

Результаты сопоставления характеристик газов показывают зависимость их от направления омывания теплообменной поверхности и от параметров рабочего тела. [c.53]

Результаты проведенной комплексной технико-экономической оптимизации показывают также, что наибольший к.п.д. цикла в оптимальном варианте имеет 2-я схема— 43,8%. По этой же схеме получена и минимальная величина изменяющейся части расчетных затрат — 5,71 руб/квт-год. Годовая экономия расчетных затрат в этом варианте максимальная из всех рассмотренных и составляет 2,91 руб/кет-год. Для 3-й схемы, исходный вариант которой имел низкие показатели (к.п.д.—38,2%, ДЗр = 10,84 руб/квт -год), в результате оптимизации найдены вполне удовлетворительные характеристики. Так, величина изменяющейся части расчетных затрат по этой схеме приблизилась к значению данного показателя для оптимального варианта первой схемы. В результате исследований по теплосиловой части АЭС с N.,04 в качестве рабочего тела найдено такое сочетание параметров и характеристик узлов установки, которое обеспечило минимум расчетных затрат при достаточно высоком к.п.д. По результатам можно судить о целесообразности использования установки и о путях повышения их эффективности. [c.105]

Расчет канала МГД-генератора начинается с вычисления вспомогательных величин, используемых в дальнейшем при расчете по формулам. Затем определяются параметры входной точки и входного сечения. Параметры на выходе из участка вначале рассчитываются по задаваемому перепаду давления и приближенно задаваемой температуре. Потом следует определение средних параметров на участке, и с их помощью устанавливается новое приближение по конечной температуре на участке. Расчет повторяется до тех пор, пока различие в конечной температуре для двух соседних итераций не станет меньше наперед задаваемой (величины погрешности. После этого определяются характеристики расчетного участка. Выходная точка рассматриваемого участка принимается за начальную точку последующего, и расчет последовательно проводится для всех участков аналогично первому, за исключением последнего, для которого итерационно уточняется перепад давления с тем, чтобы точка на выходе из канала соответствовала принятому давлению после диффузора, его к. п. д. и скорости рабочего тела. После расчета всех участков определяется суммарная электрическая мощность МГД-генератора, его длина, объем и т. д., а также рассчитываются суммарные относительные потери путем деления суммарных абсолютных потерь на величину теплоперепада, срабатываемого в канале МГД-генератора. Блок-схема алгоритма приведена на рис. 5.2. [c.119]

Поток наружной жидкости (греющих газов) можно Считать несжимаемым. При отыскании динамических характеристик температур потоков то же допущение можно сделать и в отношении рабочего тела. Тогда, выразив энтальпии потоков через их температуры, запишем систему уравнений [c.173]

В ГТД повышение давления рабочего тела производится компрессором, по отношению к которому турбина играет роль потребительской сети (см. рис. 6-1). Как компрессор, так и турбина ГТД имеют свои газодинамические характеристики, отражающие взаимосвязь между давлением и расходом газа через них, поэтому при совместной работе турбины и компрессора рабочая точка ГТД определяется пересечением их характеристик. Типичная экспериментальная характеристика осевого турбокомпрессора (ТК) показана на рис. 6-8. [c.105]

Однако уже сейчас — на первой стадии нашего анализа рабочих характеристик двигателя Стирлинга — становится ясно, что очень трудно (а порой и почти невозможно) выделить индивидуальное влияние какого-либо параметра, поэтому при интерпретации полученных результатов необходимо соблюдать большую осторожность. Влияния температуры, давления и скорости часто могут перекрываться, и в тех случаях, когда индивидуальные влияния противоположны, общий эффект может быть весьма малым. Более того, такие параметры, как температура и давление, по-разному влияют на различные рабочие тела. Например, удельная теплоемкость одного из трех наиболее распространенных рабочих тел — гелия — не зависит от давления и температуры в пределах обычных для таких двигателей диапазонов рабочих значений этих параметров, в то же время удельная теплоемкость двух других часто используемых рабочих тел — водорода и воздуха — существенно зависит от этих параметров. Тем не менее мы попытаемся, где это возможно, разделить индивидуальные влияния параметров, что сделает более понятной их значимость и их вклад в формирование общих рабочих характеристик двигателя. Однако, даже если это будет сделано, в реальных условиях необходимо проследить влияние всех параметров в широком диапазоне рабочих режимов двигателя, и для выяснения общего характера влияния потребуется полная рабочая диаграмма двигателя. [c.79]

В устройствах, работающих по замкнутому циклу, в том числе и в двигателе Стирлинга, необходимо избегать потерь рабочего тела, поскольку такие потери снижают среднее давление цикла и, следовательно, выходную мощность. Имеется много путей для просачивания рабочего тела из внутренней полости двигателя например, водород под действием высоких давлений и температур будет диффундировать сквозь металлические перегородки, изготовленные из больщинства металлов и сплавов (особенно это относится к нержавеющей стали). Однако чаще всего основной причиной утечки является просачивание газа под давлением около поршней и их штоков. На первый взгляд такую утечку можно ликвидировать, установив обычные уплотнения, т. е. металлические кольца или кольца из шнура, поскольку, например, газовые компрессоры работают при давлениях, превышающих давление в двигателях Стирлинга. Однако рабочие температуры в двигателях Стирлинга выше, чем в компрессорах, и это усложняет решение проблемы уплотнений. В двигателях внутреннего сгорания рабочие температуры сопоставимы с температурами в двигателях Стирлинга, однако в двигателях Стирлинга уплотнения должны работать в атмосфе ре, не содержащей масла, поскольку при попадании масла из картера в рабочие полости происходит его пиролиз и образование углеродных отложений, засоряющих теплообменники и особенно высокопористые регенераторы. Кроме того, масло в картере может загрязняться просачивающимся рабочим телом. Усовершенствование уплотнений не должно производиться за счет увеличения трения, поскольку это может привести к недопустимому падению рабочих характеристик на валу двигателя. Из сказанного видно, что создание работоспособной конструкции уплотнения для двигателей Стирлинга с высоким внутренним давлением представляет достаточно серьезную проблему. Этот вопрос рассматривается в разд. 1.7. Необходимо уяснить, что использование газообразного рабочего тела, находящегося под высоким давлением, делает чрезвычайно вероятной утечку газа безотносительно к степени совершенства уплотняющих устройств. Следовательно, чтобы поддерживать выходную мощность двигателя на одном уровне в течение длительного периода эксплуатации, такая утечка должна компенсироваться. Практически это означает, что на двигателях Стирлинга с высоким давлением должен быть установлен компрессор, автоматически нагнетающий сжатый газ в двигатель при падении давления цикла ниже определенного уровня иными словами, должен быть обеспечен процесс подкачки . Компрессор может быть расположен как внутри двигателя, так и вне его. В двигателе с косой шайбой Форд — Филипс имеется внутренний поршневой компрессор, состоящий из небольших порш- [c.81]

Подробный анализ различных определений КПД, приведенный выше, может показаться ненужным и даже искусственным, но мы считаем, что подробное освещение различных по своей природе КПД и их составляющих весьма полезно, поскольку в литературе достаточно часты случаи, когда приводимые КПД не оговариваются, и это нередко приводит к излишне оптимистичным заявлениям о преимуществах рабочих характеристик двигателя Стирлинга по сравнению с другими тепловыми двигателями. Поэтому при рассмотрении в этой главе различных аспектов воздействия температуры на рабочие характеристики мы будем тщательно оговаривать, где это возможно, приводимые результаты. Индикаторный, эффективный или какой-либо другой КПД двигателя Стирлинга весьма сильно зависит от уровня температуры, при которой энергия источника передается рабочему телу. Этим объясняется, почему большинство двигателей Стирлинга работает при постоянной [c.86]

По определению все рабочее тело требуется удержать в системе двигателя Стирлинга. Если допускаются утечки, то преимущества работы по замкнутому циклу полностью не реализуются. Небольшие утечки неизбежны, но следует всеми возможными способами контролировать их. Чтобы сделать это, необходимо знать места утечек. Как мы уже отмечали, существуют два элемента конструкции, в которых возможны утечки — уплотнение штока поршня и трубка нагревателя, причем последняя опасна лишь в том случае, если используется водород. Проблема уплотнений является, по существу, эмпирической, и хотя имеются основные теоретические концепции по этому вопросу, они довольно сложны и включают много параметров, взаимосвязь между которыми не вполне ясна. Условия работы уплотнений в двигателе Стирлинга уникальны, и поэтому проблема разработки математической модели вызывает существенно большие трудности, чем аналогичная, уже довольно сложная проблема для обычных систем уплотнения. Сейчас нет сомнений в необходимости разработки такой модели, поскольку промыш-. ленное производство двигателей Стирлинга во многих случаях тормозится из-за отсутствия надежной технологии уплотнений. В настоящее время предпринимаются попытки улучшить положение дел [36, 37], и читатели, интересующиеся этим вопросом, могут обратиться к указанным источникам. Возможен и другой подход к решению задачи, предусматривающий расчет характеристик уплотнения в двигателе Стирлинга, считая его напряженным элементом конструкции и применяя для расчета напряжений метод конечных элементов [38]. Однако в настоящее время задача решается эмпирическими методами и теоретические основы, которые позволили бы получить аналитическое решение рассматриваемой проблемы, практически отсутствуют. [c.262]

Чтобы найти максимальную и минимальную температуры, зная их отношение, необходимо определить одну из них, и это определение несколько произвольно, хотя и должно удовлетворять некоторым ограничениям. Максимальная температура ограничена предельной величиной для применяемого конструкционного материала (обычно нержавеющей стали), в то время как минимальная температура не ограничена подобным образом, но будет зависеть от условий работы двигателя. При исследовании прототипа двигателя минимальная температура должна быть возможно более низкой, поскольку требуется получить наилучшие рабочие характеристики. Так как обычным охладителем является вода, разумно выбрать минимальную температуру равной 300 К. Однако следует подчеркнуть, что эти значения представляют собой температуры рабочего тела, а не температуры нагревателя и холодильника. [c.349]

Интенсивность всех видов изнашивания контактирующих тел зависит от максимальных контактных напряжений и механических характеристик материалов катков. Имеет значение и ряд других факторов (сорт масла, качество изготовления и сборки передачи, характер нагрузки, температурный режим и др.), точный теоретический учет которых невозможен. Поэтому инженерные расчеты для оценки работоспособности фрикционных передач сводятся в настоящее время к определении) по формулам Герца контактных напряжении на рабочих поверхностях и сравнению их с допускаемыми напряжениями. [c.80]

Следует при этом заметить, что в ряде случаев максимальная тепловая экономичность цикла не является определяюш,им или единственным критерием при выборе его рабочего тела. Так, при выборе оптимального цикла и тепловой схемы атомных энергетических установок решающее значение имеют характеристики топливного цикла и специфические требования к рабочим телам и теплоносителям, связанные с их поведением в активной зоне в первом, а иногда и во втором контуре ядерпой установки. [c.20]

Нельзя считать окончательно завершенной и работу, связанную с представлением в математических моделях теплоэнергетических установок термодинамических и теплофизических свойств рабочих тел и теплоносителей. Наибольшее количество исследований, выполненных в этом направлении, относится к наиболее распространенному в теплоэнергетике рабочему телу и теплоносителю — воде (водяному пару) [1,2]. В настоящее время широко используются два метода определения свойств воды и водяного пара при выполнении расчетных исследований на ЭЦВМ 1) представление соответствуюш,их свойств в виде явных или неявных функций от одной, двух или нескольких переменных 2) линейная или нелинейная интерполяция по узловым точкам таблиц, введенным в память ЭЦВМ. Наибольшего внимания, по-видимому, заслуживает работа [20], содержа-гцая рекомендованную Международным комитетом по формуляциям для водяного пара систему уравнений, предназначенную для технических расчетов. Однако, во-первых, эти уравнения достаточно сложны и, во-вторых, не содержат явных выражений для определения некоторых часто употребляемых в теплоэнергетических расчетах параметров. Оба эти обстоятельства приводят к суш ественным затратам машинного времени при использовании указанных уравнений. Второй метод определения свойств воды и водяного пара требует меньшего времени расчета на ЭЦВМ, но исходная информация по нему занимает больший объем запоминающего устройства ЭЦВМ. Таким образом, еш е предстоит большая работа по определению целесообразных областей применения каждого из указанных методов в зависимости от требуемой точности вычислений значений параметров, области их определения, характеристик используемой ЭЦВМ и т. д. Этот вывод в еще большей мере справедлив по отношению к новым рабочим телам и теплоносителям, широкое применение которых намечается на атомных электростанциях, в парогазовых и других комбинированных теплоэнергетических установках. [c.10]

Работу ракетного двигателя можно представить в виде последовательности квазиравновесных процессов, таких как нагревание топлива, его горение, расширение продуктов сгорания до давления истечения из сопла. Особенность их состоит в зависимости химического состава продуктов сгорания от условий проведения процесса. Термодинамика позволяет рассчитать равновесный молекулярный состав газов на каждом из этапов работы двигателя, если известны необходимые свойства исходных веществ и продуктов сгорания. В итоге удается отделить термодинамические задачи от газодинамических и оценить удельную тягу двигателя при заданном топливе или, не прибегая к прямому эксперименту, подобрать горючее и окислитель, обеспечивающие необходимые характеристики двигателя. Другой пример — расчет электропроводности низкотемпературной газовой плазмы, являющейся рабочим телом в устройствах для магнитно-гидродинамического преобразования теплоты в работу. Электропроводность относится к числу важнейших характеристик плазмы она пропорциональна концентрации заряженных частиц, в основном электронов, и их подвижности. Концентрация частиц может сложным образом зависеть от ис- ходного элементного состава газа, температуры, давления и свойств компонентов, но для равновесной плазмы она строго рассчитывается методами термодинамики. Что касается подвижности частиц, то для ее нахождения надо использовать другие, нетермодипамические методы. Сочетание обоих подходов позволяет теоретически определить, какие легкоионизирующиеся вещества и в каких количествах следует добавить в плазму, чтобы обеспечить ее требуемую электропроводность. [c.167]

При сравнении тепловых двигателей, использующих теплоту различных температурных потенциалов, термический КПД цикла отражает лииш внешние условия, но не совершенство самой машины, так как в выражения вида т]( = 1 — входят температуры источника и приемника Тг теплоты, но не характеристики рабочего тела в цикле. Для учета конкретных потерь в практику были введены дополнительные показатели эффективности преобразования, такие, как индикаторный, относительный, электрический, эффективный и другие КПД машин и отдельных их элементов. Разнородность этих коэффициентов затрудняет сравнительный анализ эффективности тепловых двигателей. [c.366]

Многоступенчатая конструкция турбин позволяет уменьшить перепад энтальпий каждой ступени, а следовательно, и скорость потока рабочего тела. При этом представляется возможным использовать более экономичные дозвуковые профили, а также обеспечить оптимальные значения характеристики --= uJ при приемлемых с точки зрения прочности ротора окружных скоростях. Многоступенчатая конструкция позволяет использовать выходную энергию из предыдущей ступени в последующей. Наличие потерь в каждой ступени повышает энтальпию пара на входе в следующую, что частично компенсирует эти потери. Все эти факторы объясняют то, что в качестве главных применяются только многоступенчатые турбины. Одноступенчатые турбины служат вспомогательными (привод насосов, вентиляторов и т. п.). Их достоинство — малые масса и габариты. Перепад энтальпий во вспомогательных турбинах может доходить до 400 кДж/кг, что соответствует скорости пара it 1260 м/с. Для наиболее распространенных дисков (постоянной толщины и конических) и = 200-н300 м/с, что соответствует = 0,16ч-0,24. Поэтому во вспомогательных одноступенчатых турбинах используют двух- и трехвенечные ступени скорости, обеспечивающие приемлемый КПД при указанных значениях скоростной характеристики. [c.142]

Специальной частью гидравлического расчета является определение надежности и стабильности циркуляции рабочего тела с точки зрения возникновения общекоптурных и межвитковых пульсаций (подробно см. 2.4). Для этого нсоб-.ходнмо построение гидравлических характеристик паропроизводящего контура. При неоднозначных или пологих характеристиках следует ожидать появления пульсаций расхода и принять меры, предотвращающие их появление (установка дроссельных шайб, изменение диаметров труб на экономайзерном участке н т. д,). [c.181]

Как следует из вышеизложенного, при сохранении указанных критериев постоянными, исследование натуры и модели происходит без сохранения подобия, и перенос опытных данных на натуру каждый раз требует экспериментального обоснования. Так, например, опытные данные работы [22] показали, что при п = = idem и = idem сохранилась постоянной для различных k величина (Тг/То) и почти не менялось отношение pllpb-При сохранении постоянными иных критериев могут остаться неизменными другие характеристики, однако их вид при изложенном выше подходе к сохранению подобия может быть достоверно определен только экспериментально. В связи с этим представляется целесообразным основываться при пересчете характеристик на условиях сохранения точного кинематического подобия потоков рабочего тела в проточной части натуры и модели, изложенных в п. 3.1. [c.137]

Увеличение тепловой мощности ТА и ужесточение требований по надежности приводят к созданию ТА, теплопередающая поверхность которых размещается в нескольких корпусах. Если речь идет о ПГ, то, во-первых, целесообразно иметь кратное число отдельных частей ПГ в соответствии с их функциональным назначением (экономайзер-испаритель, перегреватель), во-вторых, желательно выполнять соединение по теплоносителю и рабочему телу таким образом, чтобы образовывались индивидуальные секции — ПГ, генерирующие пар номинальных параметров. Это повышает маневренные характеристики АЭС, в частности отключение одного из ПГ минимально влияет на работу остальных ПГ. Достаточно важным является уменьшение тепловой и гидравлической развер-ки как между ТА, так и в пределах отдельного аппарата. Для этого необходимо стремиться не только к симметричному относитель но реактора расположению теплоотводящих петель, но и к симметричному размещению параллельно включенных ТА и секций относительно подводящих и отводящих линий и коллекторов. [c.42]

В соответствии с общими принципами системного подхода [861 сравнительная оценка различных вариантов ПТУ должна производиться по результатам их технико-энергетической оптимизации по единым критериям качества и в идентичных внешних условиях. Корректная постановка задач технико-энергетической оптимизации требует предварительного термодинамического анализа для дпределения основных факторов, влияющих на энергетические и массогабаритные характеристики установок. Для проведения термодинамического анализа ПТУ необходимо знание напорно-расходных характеристик конденсирующего инжектора зависимостей давления потока на выходе и отношения расхода жидкости через пассивное сопло конденсирующего инжектора к расходу пара через активное сопло и от термодинамических параметров этих потоков. Отметим, что величина и для первого варианта ПТУ характеризует кратность циркуляции D, которая представляет собой отношение расхода рабочего тела по контуру холодильного цикла к расходу рабочего тела по контуру энергетического цикла. Напорно-расходные характеристики конденсирующего инжектора на уровне термодинамического анализа могут быть рассчитаны по методике Э. К- Карасева [84]. Применение этой методики для определения напорнорасходных характеристик конденсирующего инжектора, функционирующего в составе ПТУ, имеет ряд особенностей, которые следует рассмотреть более подробно. [c.29]

В ХПИ построена упрощенная модель для моделирования расходов рабочего тела в турбинах ХТГЗ им. С. М. Кирова, на которой производилось исследование распределения потоков пара в цилиндре высокого давления турбины К-300-240, состоящем из 11 ступеней. Блок-схема модели показана на рис. 108. В нее, кроме нелинейных элементов, компенсационных сопротивлений и источников Е для моделирования изменения реакции по высоте лопатки и насосно-эжекционного эффекта, входят линейные резисторы в цепях, моделирующих потоки в щелевых зазорах. Эти резисторы поставлены вместо нелинейных элементов, так как напряжения в рассматриваемых цепях, согласно предварительным расчетам, не выходят за пределы начальных (линейных) участков характеристик рассмотренных выше диодов. Следовательно, их применение в этих условиях теряет смысл. Модель же с применением линейных резисторов значительно упрощается. [c.230]

ПЛАЗМЕННЫЕ ДВИГАТЕЛИ — космич, реактивные (ракетные) двигатели с рабочим веществом в плазменной фазе, использующие для создания и ускорения потока плазмы электрич. энергию. П. д. представляют собой соответствующим образом оптимизированные плазменные ускорители. П, д.— составная часть семейства злектроракетных двигателей (ЭРД), в к-рое входят также ионные и эл.-нагревные двигатели. При эл.-магн. ускорении плазмы скорость истечения существенно превосходит тепловую скорость, характерную для хим. (тепловых) ракетных двигателей, что в соответствии с ф-лой Мещерского — Циолковского (см. Механика тел переменной массы) расширяет диапазон достижимых характеристич. скоростей и увеличивает долю полезной нагрузки на космич. летат, корабле (КЛА). П. д. функционируют на борту КЛА в условиях невесомости либо очень малых гравитац. полей. П. д. имеют малую тягу (10" —Ю Н), работают длит, время (>10 ч) при большом числе включений. С учётом огранич. возможностей совр. космич. энергетики осн. критериями оптимизации П. д. являются весовые и габаритные характеристики злектроракетных двигат, установок (ЭРДУ), ресурс их работы, энергетич. цена тяги и/2т (и — скорость истечения, т) = Ри 2П — тяговый кпд, где Р — тяга, N — потребляемая электрич. мощность), уменьшающаяся при заданной скорости истечения по мере роста т . [c.609]

Импульсная функция бг появилась три дифференци-poiBaHHH Скачка давления. Правила дифференцирования по т и интегрирования по z функций, входящих в разгонные характеристики Д (2, т), приведены в приложении 2. Применим их, например, для отыскания разгонной функции расхода при возмущении температуры рабочего тела во входном сечеиии. [c.162]

При больших е по каналам передачи возмущений Oi—н/, Лн—>-t, Pi—Н и Dbi—сосредоточенная модель и аппроксимирующие характеристики дают очень хорошее приближение, причем в последнем случае достаточно взять аппроксимирующее звено первого порядка. Коэффициенты усиления по каналам передачи возмущений расхода наружной и внутренней жидкостей близки к нулю, т. е. эти возмущения попадают на выход теплообменника (сказываются на выходном значении температуры рабочего тела) в сильно ослабленном виде. Теплообменник с конденсацпей греющего пара при боль-ш их е демпфирует возмущения и но расходам. Напротив, изменение температуры греющего пара вызывает почти равное количественное изменение температуры рабочего тела. Переходный процесс при этом быстротечен. [c.311]

Приведенные данные показывают, что режимные характеристики одно-вальных ГТД затрудняют их экономичную эксплуатацию в качестве генераторных (п = onst). Режимные характеристики одновальных ГТУ, работающих с переменной частотой вращения (привод компрессоров, насосов, винтов и т. п.), благоприятнее генераторных. Изменяя частоту вращения двигателя, можно изменять расход рабочего тела через ГТД и получать необходимую мощность при значительно меньшем снижении i а следовательно, и к. п. д., чем в случае п = onst. [c.108]

Условное давление р — наибольшее избыточное давление рабочего тела, при котором допустима длительная работа арматуры и деталей трубопровода, имеющих заданные размеры, обоснованное расчетом на прочность при выбранньгх материалах и характеристиках их прочности, соответствующих температуре рабочего тела 20 °С. При рабочей температуре среды / = 20 °С/>раб / у С ростом рабочей температуры рабочего тела рабочее давление деталей и арматуры трубопровода при заданном Ру снижается. [c.502]

Важнейшей особенностью характеристик компрессора является их зависимость от параметров и физических свойств воздуха. Изменение его температуры вызывает изменение плотности и, следовательно, массового расхода. В меньшей мере на плотность воздуха влияет изменение его давления и влажности. Происходят также изменения числа Маха и показателя изоэнтро-пы, что влечет за собой изменение характеристик компрессора. Следует помнить, что рабочим телом в компрессоре энергетической ГТУ является забираемый из атмосферы воздух, поэтому установка реагирует на изменения параметров воздуха. [c.51]

Регенератор обычно изготавливается из пористого материала, образующего длинный извилистый канал для протекающего по нему рабочего тела, чтобы обеспечить наибольщую площадь поверхности контакта между материалом регенератора и газом. Высокие значения суммарного коэффициента теплоотдачи в регенераторе достигаются не только за счет развитых теплообменных поверхностей, но п за счет малых гидравлических диаметров. Эти факторы обеспечивают близкую к единице эффективность регенеративных теплообменников при условии, что теплоемкость материала существенно больше теплоемкости рабочего тела. Это условие в общем ограничивает использование регенераторов случаем систем с газообразным рабочим телом. Регенераторы используются на различных крупных предприятиях типа доменных и стеклоплавильных печей, а также на газотурбинных станциях. Эти регенераторы обычно представляют собой крупные теплообменники, размеры которых достигают 40 м и в которых направление потока не меняется в течение периодов, составляющих многие часы. Регенераторы, применяющиеся в современных двигателях Стирлинга, считаются большими, если их диаметр превышает 60 мм, а периоды движения потока в одном направлении составляют несколько миллисекунд. Поэтому большая часть подробных аналитических результатов, полученных для крупных инерционных регенераторов, вряд ли применима для регенераторов двигателя Стирлинга, хотя основные концепции и принципы работы являются, по существу, одинаковыми. В регенераторах малого размера гораздо больщее значение имеют такие факторы, как аэродинамическое сопротивление, влияние стенки кожуха регенератора и задержка рабочего тела. Последний эффект вызван тем, что некоторая часть рабочего тела не может пройти весь канал регенератора. и задерживается внутри него на несколько циклов вследствие сложности природы колеблющегося и возвратного течения, а это отрицательно влияет на характеристики теплообмена в регенераторе. [c.251]

Последнее замечание следует сделать относительно выбора координат. В предложенных к настоящему времени методах комбинированного анализа используется система координат Эйлера x,t), поскольку она применяется при рассмотрении контрольного объема. Можно применять и другие системы координат, а именно лагранжевы и псевдолагранжевы. Если сравнивать с этими двумя системами, то использование эй.теровых координат приводит к более громоздким расчетам при анализе одномерного нестационарного течения [66]. Как будет показано ниже, метод характеристик и метод узлов на самом деле связывают подходы Эйлера и Лагранжа, и связывающее соотношение можно найти, исходя из понятия поля параметров. Однако в данный момент мы определим различные координаты для одномерной системы. В рамках подхода Эйлера рассматривается постоянный объем в пространстве, и параметры рабочего тела, мгновенно занимающего этот объем, определяются таким образом, что нет необходимости следить за отдельными частицами газа. При использовании подхода Лагранжа рассматриваются отдельные частицы и прослеживаются их траектории в поле течения. В одномерной системе рассматривается слой газа (а не отдельные частицы) и переменная л заменяется другим параметром (скажем, а для данного слоя газа), который равен величине х при = 0, и, следовательно, значение а будет изменяться от частицы (слоя) к частице (слою). Псевдолагран-жева координата т данного слоя газа обозначает массу газа, содержащегося в объеме между этим слоем и исходным слоем при = о, и поэтому каждый слой имеет свое значение т, ко- [c.344]

Простейшими из всех систем управления скоростью вращения различных типов КА малых и средних размеров являются системы с использованием микродвигателей на сжатом газе. В качестве рабочего тела в системах применяются такие газы, как воздух, эзот, аргон, аммиак, фреон и др. Эти рабочие тела обеспечивают получение наилучших энерго-весовых характеристик газореак-тивных систем, обладают удовлетворительными эксплуатационными свойствами. Микродвигатели, использующие в качестве рабочего тела сжатый газ, чрезвычайно просты и надежны, однако они имеют невысокую экономичность — удельная тяга составляет примерно 700 Н -с/кг, что лимитирует их использование временем полета. [c.133]

Температурный режим установки обусловлен в основном требованиями надежности эксплуатации термоэлементов и их рабочими характеристиками. В качестве материала р-ветви выбран тройной сплав на основе германия, висмута и теллура, а для д-ветви — тел-лурид свинца. Для коммутации по горячей стороне использовались [c.228]

Работы в области теории. Совокупность имеющихся данных о связи структуры пьезо-, пиро- и сегенетоэлектриков с их электрическими свойствами свидетельствует о высокой селективности проявления особых свойств ацентрических структур и определяющем влиянии особенностей структуры конкретного вещества. Поэтому понятно, что чисто феноменологические теории не могут обладать существенной прогностической эффективностью. Они позволяют лишь оценить вероятность изменения рассматриваемого свойства в изоморфном ряду при последовательном замещении отдельных строительных блоков. Поэтому можно полагать, что в ближайшее время целесообразна концентрация усилий на разработке количественной микроскопической теории особых свойств ацентрических твердых тел, позволяющей с желаемой точностью рассчитывать необходимые для оценки вероятных пределов применимости физико-технические характеристики эвентуальных рабочих тел новых приборов и устройств аЬ initio по минимальному набору структурных данных без предварительного выращивания 274 [c.274]

В настоящее время жидкие металлы широко используются в качестве теплоносителей в атомных реакторах и рабочих тел в МГД-преобразователях. Исключительные перспективы практического применения имеют жидкие полупроводники, открытые А. Р. Регелем. Их возможности определяются большим температурным диапазоном устойчивости и отличным сочетанием термоэлектрических характеристик, что делает их практически незаменимыми при решении проблемы прямого преобразования тепловой энергии в электрическую с использованием таких источников, как атомная и солнечная энергия. В этой связи мы считаем полезным издание обобщающих работ по структуре и свойствам жидких металлов и сплавов, содержащих как обзор экспериментальных результатов, так и полезные теоретические обобщения и выводы. С этой точки зрения несомненно целесообразен перевод в качестве отдельной книги обзора известного металлофизика Вилсона (Metallurgi al Rev., 1965, № 40, p. 381—590). [c.8]

Для определения перепадов давления и распределения расходов рабочей среды по параллельным потокам в экономайзере строят гидравлические характеристики, т. е. зависимости сопротивления элемента экономайзера от массового расхода среды 6=1(а р), на основании которых можно судить о гидравлических разверках параллельно включенных труб и надежности их работы при различных нагрузках котла. Гидравлический режим экономайзера определяет нормальные техмпературные условия работы металла труб. Перегрев труб возгложен при застое потока рабочего тела в отдельных трубах при пульсации потока, при наличии парообразования в некипящих экономайзерах, при наличии отложений накипи на трубах. Нарушение нормального охлаждения горизонтальных труб кипящих экономайзеров может быть при расслоении в них потока воды и пара. [c.249]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...