Работа идеального цикла ТРД

Работа идеального цикла ТРД соответствует площади фигур н–к–г–с–н, ограниченных кривыми процессов (см. рис. 3.1, 3.2).

Разность между подведенной к рабочему телу (газу) теплотой Q₁ и отведенной –Q₂ является той частью теплоты, которая превратилась в полезную работу цикла:

L_ц = Q₁ – Q₂,                                          (3.1)

где  эквивалентна площади фигуры S_н–н–к–г–с–S_с;  эквивалентна площади фигуры S_н–н–с–S_с.

Так как , то выражение (3.1) примет вид

,           (3.2)

или

,       (3.3)

где  – полезная внешняя работа при изоэнтропном расширении L_и.р (эквивалентна площади фигуры р_к–к–г–с–н–р_н); – потребная внешняя работа при изотропном сжатии L_и.с (эквивалентна площади фигуры р_н–к–н–р_к).

Выражение (3.3) можно записать как

L_ц = L_и.р – L_и.с.                                           (3.4)

Термический кпд идеального цикла ТРД

Эффективность превращения подведенной к рабочему телу теплоты в полезную работу (работу идеального цикла) оценивается термическим КПД η_t, показывающим, какая часть подведенной теплоты Q₁ превратилась в работу цикла L_ц:

,                   (3.5)

где  – полная степень повышения давления в двигателе.

Таким образом, при помощи η_t оценивают совершенство двигателя как тепловой машины.

Так как в соответствии со вторым законом термодинамики Q₂ > 0, то η_t < 1. Величина η_t тем больше, чем мень­ше Q₂ по отношению к Q₁. В свою очередь Q₂ тем меньше, чем ниже температура газа на выходе из двигателя.

С увеличением степени понижения давления в процессе расширения газа в двигателе при неизменной температуре  температура газа на выходе из двигателя снижается , следовательно, уменьшается Q₂. Увеличить степень понижения давления можно, увеличив степень повышения давления в двигателе . Однако при повышении давления увеличивается температура сжатого воздуха , следовательно, уменьшается количество подведенного к нему тепла:

При увеличении степени повышения давления  от единицы до  увеличивается работа цикла L_ц вследствие преобладания снижения потерь тепла Q₂ с выходящими газами, над снижением Q₁ (рис. 3.3). При этом интенсивно возрастает термический кпд η_t (рис. 3.4).

При дальнейшем увеличении , из-за преоб­ладания снижения Q₁ над снижением Q₂, начинает уменьшаться L_ц (см. рис. 3.3), темп роста η_t замедляется, и он стремится к своему максимальному значению η_{t max} (см. рис. 3.4).

При  η_t = 0, так как вся подведенная к рабочему телу теплота отводится в «холодильник».

При , .

При , .

При .