שְׁאֵלָה:
מדוע מנועי הטורבינה לוקחים כל כך הרבה זמן לגלגל?
ptgflyer
2014-01-14 22:00:17 UTC
view on stackexchange narkive permalink

מנועי בוכנה מגיעים לסל"ד מלא תוך שנייה או שתיים, אך הטורבינות נמשכות זמן רב יותר. מדוע זה?

לא ברור משאלתך למה אתה מתכוון בדיוק. האם אתה מתכוון לזמן התנעת מנוע, או להגדיל את הסל"ד של מנוע שכבר פועל (למשל ממצב סרק למלוא העוצמה)?
שְׁלוֹשָׁה תשובות:
#1
+41
Radu094
2014-01-15 02:50:22 UTC
view on stackexchange narkive permalink

אני לא מהנדס (שעשוי להיות מתאים יותר לענות על כך) ולכן זה מדברים פשוטים שהם מאכילים טייסים:

מנועי הסילון לוקחים הרבה יותר זמן לגלגל (כלומר להגדיל סל"ד) מאשר מנועי בוכנה, במיוחד בסל"ד נמוך בגלל יחס הלחץ / זרימת האוויר המוגברת הדרושים בכדי למנוע מהמדחס להיתקע / להתנפח / להתפוצץ בכל פעם בשינוי הגדרות הספק.

מחזור מנוע הסילון (הפשוט) מכיל מדחס שדוחף אוויר לתא הבעירה, שם הוא נשרף, ואז מפוצץ את הקצה האחורי ומסובב טורבינה שמניעה את המדחס מאחור אליו התחלנו.

אם אתה "מוסיף עוד כוח" (כלומר מכניס יותר דלק) לוקח זמן עד שאותו דלק נוסף ייצר יותר דחף, שבתורו לוקח זמן להאיץ את הטורבינה, מה שיגרום למדחס מסתובב מהר יותר, שסוף סוף יביא יותר אוויר דחוס לתא הבעירה כדי לנצל את כל הדלק הנוסף ששפכתם בשלב 1.

הוספת כוח פתאום תגביר את הלחץ בתא הבעירה, אז הרבה שהאוויר שנמצא במעלה הזרם (כלומר עדיין נמצא במדחס) לא רוצה להתקדם. ללחץ הנוסף בתא הבעירה לא היה מספיק זמן לגלגל את הטורבינה, כך שכעת המדחס מופחת בכדי להמשיך "לדחוף" אוויר דחוס לתא הבעירה. האוויר מתחיל לזרום לאחור (כלומר מחדר הבעירה למדחס), עליות המנוע, כל הגיהינום משתחרר.

אז יש פיגור (באופן אלקטרוני בימינו, הטייסים יכולים לרצף את מנופי האמון במהירות שהם אוהבים ) כאשר המנועים נמצאים בסל"ד נמוך, ה- FADEC מוסיף רק מעט דלק נוסף, ממתין להתייצבות זרימת האוויר, ואז מוסיף עוד קצת וכו '.

אני חושב שהגרף שלמטה עשוי להסביר זאת. בכל פעם שתשנה סל"ד, תגדיל את יחס הלחץ (כלומר יעלה במעלה הגרף) ואז תחכה מעט לזרימת האוויר המונית שתגדל (כלומר תעבור ימינה). אם תגדיל את יחס הלחץ יתר על המידה, ללא זרימת המסה הנלווית (שנמשכת זמן מה בגלל האינרציה) תיכנס לקו הזינוק.

enter image description here

דבר דומה קורה בסליל למטה, אם כי עדין יותר.

השווה זאת עם מנוע הבוכנה שבו אתה מכניס יותר תערובת אוויר / גז לתוך הגליל, זה גורם למפץ גדול יותר, מאיץ את הבוכנה מהר יותר, ואת במחזור הבוכנה הבא תוכלו לקבל תיאורטית הספק מרבי.

וטורובופרופים תופסים את האמצע. הטורבינה תמיד נמצאת בסיבוב של 100% סל"ד והמשען משנה את המגרש כדי לשמור על 100%, בתגובה לקלט המצערת. גובה הצליל של הלהב משתנה מהר מאוד - פחות מסה כדי לנוע פחות מרחק; הדחף נדלק מיד.
@radarbob: זה לא כל כך פשוט, כי לטורבופרופ יש מדחף המחובר לטורבינה בלחץ נמוך ומדחס לטורבינה בלחץ גבוה. אז טורבינת הלחץ הגבוה עדיין צריכה להתקפל. למרבה המזל בעוד הטורבינות עצמאיות, שמירה על הלחץ הנמוך בסל"ד גבוה באמצעות גובה ההשעיה משנה את הלחצים כך שגם הלחץ הגבוה שומר על סל"ד גבוה. וטורבינות בלחץ גבוה בדרך כלל תמיד פועלות בסל"ד גבוה בכל מקרה.
יש לציין כי כוח המוצא של מנוע הבוכנה מוגבל גם על ידי סל"ד, מכיוון שמחזור אחד יכול רק לצרוך כל כך הרבה אוויר ובכך לשרוף כל כך הרבה דלק. רק המרווח בין מצערת למצערת פתוחה לגמרי גדול בהרבה.
@JanHudec, יתכן שלא הערכתי את התגובה שלי; שינוי גובה הצליל, וכך גם דחף, היה כמעט מיידי במטוס שהטיסתי. הטורבינה רצה @ 100% והאבזר נשלט לשמור על 100% סל"ד. אם חלקי המנוע היו שונים זה בהחלט לא ניכר בהליכים, במגבלות או במערכות.
@radarbob: הטורבינה אמורה להיות שלב הלחץ הגבוה. אני מניח שהתנגדות נמוכה שמספקת טורבינת הכוח בסל"ד גבוה אך הספק נמוך יכול לשמור על הטורבינה בלחץ גבוה על 100% בערך.
@JanHudec, אינדיקטור הטורבינה היחיד היה מד טמפרטורת כניסת הטורבינה - טמפ שנכנס לחלק הטורבינה מיד מאחורי פחי המבער. ביצועי המנוע היו כולה על האבזר ששולט ב 100% סל"ד. בכל פעם שנגעתי במצערות חשבתי אביזר, אף פעם לא טורבינה.
#2
+3
Jim W
2017-04-22 00:03:03 UTC
view on stackexchange narkive permalink

איש מכונית כאן.

ביסודו של דבר, זה נובע ממנועי טורבינה הנשענים על מטען המדחס כדי לדחוף את הפליטה מחדר הבעירה דרך להבי הטורבינה. הגדלת הלחץ בתא הבעירה במהירות רבה מדי יכולה לדחוף לאחור כנגד הזרימה מצד המדחס, דבר העוצר את המנוע וכנראה עלול לגרום נזק להבי המדחס.

על מנוע בוכנה, הכוח נעשה במשיכות (בעיקר) מובחנות. הגדלת הלחץ במהירות במהלך מכת הכוח לא תידחק לאחור נגד מטען הכניסה שכן שסתומי הכניסה לאותו גליל יהיו סגורים באותה עת.

ואם מטען הדלק / האוויר נדלק מוקדם מדי במחזור בוכנה, הוא * יכול * להרוס את המנוע! (ראה "לדפוק").
#3
+1
Dan
2014-01-14 22:34:22 UTC
view on stackexchange narkive permalink

מומנטום ניתן על ידי:

$$ \ mathrm {Momentum} = \ mathrm {Mass} \ times \ mathrm {Velocity} $$

העבודה שנעשתה ניתנת על ידי:

$$\mathrm{Work~done}=\mathrm{Force}\times\mathrm{Distance}$$

העבודה שנעשתה נמדדת בוואט, מוגדרת כג'אול לשנייה .

בידיעה זו, אתה יכול לראות כיצד סוללה תתנהג עם עומס גדול יותר.

למנוע סילוני יש מסה גדולה יותר, והוא חייב להגיע למהירות גבוהה יותר. העבודה שנעשתה לשם כך תגדל, עם סוללה חזקה יותר שתבצע יותר סיבובים. העניין הוא שלא מדובר ב סוללה גדולה יותר יחסית. אם היית נותן למטוסי סילון סוללה חזקה באמת, העבודה שנעשתה תהיה עצומה, והרבה כוח יופעל תוך מעט מאוד זמן (הספק גבוה), כך שהיא תתחיל באותו זמן כמו אביזר. עם זאת, זה יהיה מאוד לא יעיל מבחינה אנרגטית (בגלל חימום), ולכן זה הכי טוב להשתמש בסוללה קטנה יותר כדי להפעיל אותה לאורך תקופה ארוכה יותר.

דן, פירשתי את השאלה אחרת. לא כמה זמן לוקח להניע את המנוע מלהפסיק, אלא כמה זמן לוקח מנוע סרק לגלגל. אני כן יודע שלמנועי הסילון מהדור הראשון היו זמני סלילה ממושכים, ועיצובים מודרניים מתרוצצים הרבה יותר מהר, אבל אני לא יודע את הפיזיקה של הסיבה.
אה, ובכן ניתן ליישם את אותו הדבר. השינוי במומנטום הזוויתי בין שתי מהירויות יהיה הרבה יותר גדול על מנוע סילון, מאותה סיבה כמו לעיל :)
דן, אני פשוט מצאתי זאת מכותרת המאמר בבלוג "JET POWER". "דחף המנוע הוא פרופורציונלי באופן מהיר למהירות המנוע שהועלתה לעוצמה של 3.5". אם זה נכון, המשמעות היא שלמנוע סילון סרק יש מעט מאוד כוח עודף אם מנוף הדחיפה יתקדם במלואו עד שהמנוע יתגלגל. יחד עם ההערות הנכונות שלך לעיל על כך שהמסה המסתובבת והמומנטום הזוויתי גדולים יותר מאשר במנוע בוכנה, ברור שייקח יותר זמן עד שהסילון יגיע למלוא הספקו.
לא לכל מנועי הסילון ולא כל מנועי הטורבינה יש מסה גדולה יותר ממנועי הבוכנה.
אפילו בסטארט-אפ, זו לא הסיבה היחידה או אפילו הסיבה העיקרית. במנוע בוכנה, המנוע עצמו יעזור לסובב את עצמו במהלך המחזור הראשון. ברגע שהבוכנה הראשונה נורה, המנוע יואץ במהירות סרק מאוד מאוד מאוד. למעשה, אתה בכלל לא צריך בכלל מתנע חשמלי. הם יותר פריט נוחות ומנועי בוכנה מוקדמים לא היו להם. אתה יכול להפעיל מנוע בוכנה פשוט על ידי הפעלת הכוח ותנועת האבזר. ברגע שהבוכנה הראשונה יורה, המנוע ייקח את השאר משם.
במנוע טורבינה הדברים שונים מאוד. לא בטוח להתחיל בעירה עד שהמדחסים כבר פועלים בסל"ד יחסית גבוה, כך שהבערה כלולה בתא הבעירה. למנוע סילון אין תא בעירה אטום כמו מנוע בוכנה. הבעירה מכילה את לחץ האוויר הגבוה שמייצרים המדחסים. אם לחץ האוויר הזה עדיין לא קיים (וזה לא במנוע שאינו מסתובב), הבעירה לא הייתה מכילה ותפוצץ ממש מקדמת המנוע. מיותר לציין שזה רע.
עריכה: בחלק הנוגע למנוע הבוכנה, הייתי באמת צריך לומר, "אתה יכול להפעיל מנוע בוכנה פשוט על ידי הפעלת הכוח * והדלק * והנעת האביזר." ברור שזה לא מתחיל אם לא נותנים לו דלק.
אה, נושא נוסף הנוגע למנועי טורבינה: הם בדרך כלל כלל לא משתמשים במתחילים חשמליים. הם התחילו עם זרמי אוויר בלחץ גבוה חיצוני (או לדמם אוויר ממכשיר APU או ממנוע שכבר פועל או לעגלת התחלה.) ראה שאלה זו: [כיצד מפעילים מנועי טורבינה?] (Http: // תעופה. stackexchange.com/questions/1959/how-are-turbine-engines-started?rq=1).
אף על פי ששאלה / תשובה זו ישנה: העבודה נמדדת בג'ול (או בניוטון מטר או WattSeconds). הכוח נמדד בוואט. אדם יכול למשוך משקל של 100 ק"ג על פני מרחק של 100 מ 'תוך מספר דקות, ואילו מכונית יכולה לעשות את זה תוך כמה שניות. העבודה זהה, אך הכוח מגדיר את הזמן הדרוש.
תשובה זו אינה הגיונית כלל. היא מנסה להסביר את התנהגות מנועי הטורבינה מבלי להשתמש במאפיינים ממשיים של מנועי הטורבינה, כך שהיא לא יכולה להיות נכונה. ומה היחס של סוללה למנועי כוח, עבודה או טורבינה?
למנוע הסילון יש ** מסה קטנה יותר ** ממנוע בוכנה בעל הספק זהה.


שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 3.0 עליו הוא מופץ.
Loading...