Wie kann ich den Turbofan-Wirkungsgrad als Funktion der Turbineneinlasstemperatur berechnen?

Ich weiß, dass eine Erhöhung der Turbineneinlasstemperatur (TIT) den Gesamtwirkungsgrad des Strahltriebwerks erhöht. Also wollte ich die Gesamteffizienz als Funktion von TIT finden. Ich habe die Gleichungen von dieser Website verwendet . Aber die Effizienz scheint zu sinken, wenn ich die TIT erhöhe. Ich habe die Bilder der Funktionen beigefügt, die ich verwendet habe, um das Diagramm zu erhalten.

Ich bin von einem Verdichterdruckverhältnis von 30, einem Lüfterdruckverhältnis von 1,5 und einem Bypassverhältnis von 8 ausgegangen.

Phasen des Zyklus so, wie ich es definiert habe: 1-2 ist Einlass 2-3 ist Kompressor 3-4 ist Brennkammer 4-5 ist eine Turbine 5-6 ist Nachbrenner (ich habe es nicht verwendet, also sind 5 und 6 gleich) 6-7 ist die Düse

Ich habe auch ein anderes Bild von dieser Website gefunden , das ein ähnliches Ergebnis zeigt, wobei die Effizienz sinkt, wenn die TIT erhöht wird

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Kann mir bitte jemand sagen was ich falsch gemacht habe? Oder wenn Sie ein ähnliches Diagramm mit ähnlichen Annahmen bereitstellen könnten, wäre das großartig.

Antworten (1)

Zunächst sollten Sie angeben, ob Sie einen Motor entwerfen (Erhöhung der TIT) oder ob Sie eine Off-Design-Berechnung für einen vorhandenen Motor durchführen.

Im Falle des Designs nennen wir Gasturbinenleistungsingenieure dies Design Point Analysis, eine Erhöhung der TIT würde zwar den Wirkungsgrad erhöhen, aber dies würde eine Erhöhung des Drucks (OPR, Overall Pressure Ratio) erfordern, da das Druckverhältnis ein Parameter in der ist thermodynamische Effizienzgleichung. Eine Erhöhung der Verdichteraustrittstemperatur durch das erhöhte Druckverhältnis erfordert eine Erhöhung der TIT, um Strom/Wärme dem Zyklus hinzufügen zu können. Siehe zB folgendes Beispiel:

Beziehung zwischen OPR und TIT zur Designeffizienz

Wenn der Druck erhöht wird, erhöht sich auch die Austrittstemperatur des Kompressors mit hoher Spulengeschwindigkeit und führt zu einer noch höheren Kühlströmungsmenge, die zum Kühlen der Turbine erforderlich ist. Die Verwendung einfacher Formeln ist möglich, aber nicht bevorzugt, es gibt spezielle Software, die dies für Sie erledigt.

Wenn Sie eine Off-Design-Analyse durchführen, also im Grunde ein eingefrorenes Design haben und die Auswirkungen von TIT auf die Effizienz sehen möchten, kann dies nur mit einem Gasturbinen-Simulationsprogramm durchgeführt werden. Dazu benötigen Sie die Off-Design-Merkmale der Turbomaschinenkomponenten, bei denen es sich um streng geheime Daten handelt.

Wenn ich mir die von Ihnen geposteten Formeln ansehe, gehe ich davon aus, dass Sie sich verschiedene Designs ansehen. Bitte laden Sie eine kostenlose Kopie eines Gasturbinen-Leistungssimulationstools herunter und es wird Ihnen die Antwort in wenigen Minuten geben. ZB dieses Tool oder dieses Tool sind kostenlos zu verwenden. Wahrscheinlich gibt es noch viel mehr Tools .

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