9. Ichki yonuv dvigatellari va gaz turbinali qurilmalar ssikllari

16.12-rasm.
Ushbu sikl quyidagi jarayonlardan tashkil topgan:
1 –2 –havoni kompressorda adiabatik siqilishi;
2–3 –siqilgan havoni regeneratorda p=const da isitilishi;
3–4 –yonish kamerasiga =const da issiqlik keltirilishi;
4–5 –turbina soplolarida yonish mahsulotlarini adiabatik kengayishi;
5–6 –issiqlikni gazlardan regeneratorda p=const da olib ketilishi;
6–1 – regeneratorda p=const da issiqlikni gazlardan havoga uzatilishi.
Tekshirilayotgan siklning termik F.I.K. quyidagiga teng:


(16.9)
Issiqlik =const da uzatiladigan GTQ siklining termik F.I.K. ham issiqlikni regeneratsiyalash natijasida ortadi. Undan tashqari GTQning tejamliligini issiqlikni T=const da keltirish va olib ketish orqali ham oshirishi mumkin.
Lekin, amalda bunday qurilmaning murakkabligi sababli T=const da issiqlik keltirish va olib ketish jarayonini to‘liq amalga oshirib bo‘lmaydi. Kompressorlarda haqiqiy siqish jarayonini T=const ga yaqinlashtirish uchun havo oraliq sovutish yo‘li bilan bir necha marta siqiladi. GTQ da ham issiqlik keltirish jarayonini T=const ga yaqinlashtirish uchun yonish mahsulotlari turbinaning alohida bosqichlarida kengayadigan bosqichli yonish usuli qo‘llaniladi. Kengayish va siqish bosqichlari qanchalik ko‘p bo‘lsa, shunchalik termik F.I.K. yuqori bo‘ladi. Biroq, yonish kameralari va sovutgichlarini ko‘payishi qurilmani nihoyatda murakablashtirib yuboradi.


16.13-rasm.
Odatda texnik va iqtisodiy mulohazalardan kelib chiqqan holda GTQ da kengayish ikki bosqichda va siqish uch bosqichda amalga oshiriladi. Bunday qurilmada havo kompressorning alohida bosqichlarida ketma – ket siqiladi va oraliq sovutgichlarda sovutiladi. Yuqori bosimgacha siqilgan havo birinchi yonish kamerasiga kelib, u yerda maksimal temperaturagacha qiziydi. Turbinada kengaygan gaz ikkinchi yonish kamerasiga keladi va yoqilg‘I p=const da yonishi sababli u yana maksimal temperaturagacha qiziydi. Keyin yonish mahsulotlari turbinaning ikkinchi bosqichida kengayadi va atmosferaga chiqarib yuboriladi. Agar GTQ da issiqlik regeneratsiyalansa, u holda siqilgan havo ishlangan gazlar bilan isitilishi mumkin.
16.13–rasmda shunday GTQ ning ideal sikli Ts – diagrammada tasvirlangan.
Yuqorida keltirilgan usullarni qo‘llash GTQ ning termik F.I.K. ni sezilarli darajada orttiradi. Yuqorida ko‘rib o‘tilgan GTQ lar ochiq sikl bo‘yicha ishlaydi, ya’ni ularda yonish mahsulotlari turbinada ishlab bo‘lgandan so‘ng atmosferaga chiqarib yuboriladi. Shunday qilib siklda ishchi jism har doim o‘zgarib turadi. Shunday sikllar borki, ularning sxemasida ishchi jism o‘zgarmas miqdorda tsirkulyatsiyalanadi. Bunday sikllarni yopiq (berk) sikllar deb aytiladi.
Bunday sikllarda ishchi jism sifatida toza havo, geliy, argon, vodorod, freon kabi gazlar ishlatilishi mumkin. Bunday yopiq jarayon bir qancha afzalliklarga ega. Unda arzon, qattiq yoqilg‘ilardan foydalanish, yuqori bosimli havoni qo‘llash mumkin. Yopiq sxemani asosiy kamchiligi IAA larining o‘lchamlari katta bo‘lishidir.
16.6. Reaktiv dvigatellar sikli
Ichidan katta tezlikda zarrachalar oqimi uchib chiqishi hisobiga tortish kuchi hosil qila oladigan issiqlik mashinasi reaktiv Dvigatel deyiladi. Issiqlik, kimyoviy, yadro, elektr, quyosh energiyalarining ta’siri natijasida ish jismi oqimining kinetik energiyasi paydo bo‘ladi. Ikkinchi jahon urushi oxirlarida aviatsiyada reaktiv dvigatellar paydo bo‘ldi. Porshen dvigatelli samolyotlar tezligini 800 km/soat gacha, reaktiv dvigatelli samolyotlar esa o‘z tezligini 3000 km/soat gacha va undan yuqori oshirishi mumkin. Lekin, bu tezlik ham reaktiv samolyotlar uchun chegara emas.
Reaktiv dvigatellarda atmosfera havosining ishlatilishiga ko‘ra, ular ikki xil bo‘ladi: atmosfera havosidagi kisloroddan oksidlovchi sifatida foydalaniladigan havo – reaktiv dvigatellar (HRD); oksidlovchi kislorod uchuvchi apparatdagi maxsus idishda saqlanadigan hamma turdagi reaktiv dvigatellar raketa dvigatellari deyiladi. Raketa dvigatellari qattiq, suyuq yoqilg‘ili va kimyoviy hamda yadro raketa dvigatellariga bo‘linadi. Reaktiv dvigatellarni asosiy ko‘rsatkichi bu tortish kuchidir. Tortish kuchi yonish mahsulotlarining soploda keskin kengayishi hisobiga gaz zarralari oqimining tezlanishi bilan atmosferaga otilib chiqishi natijasida paydo bo‘ladi. Tortish kuchi quyidagiga teng:
P=m(w_r-w_c)

Bunda m – 1 s da hosil bo‘layotgan yonish mahsulotlari massasi, kg/s; w_r – gazning soplodan oqish tezligi; w_c – samolyotning uchish tezligi.

HRD lar issiqlik uzatish jarayoniga bog‘liq ravishda yonish P=const da bo‘ladigan to‘g‘ri oqimli va yonish n=const da bo‘ladigan Pulsatsiyali dvigatellarga bo‘linadi. Ular o‘z navbatida turbokompressorli va kompressorsiz dvigatellarga bo‘linadi. HRD larning ideal sikllari GTQ larning issiqlik n=const va P=const da uzatiladigan sikllari kabi bo‘ladi. 16.14 – rasmda issiqlik P=const da uzatiladigan to‘g‘ri oqimli HRD larning sxemasi keltirilgan.