ويكيبيديا

أداء المحرك النفاث: الفرق بين النسختين

تصفح التاريخ تفاعلياً
[نسخة منشورة][نسخة منشورة]
→ التعديل السابقالتعديل اللاحق ←
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
مرئينص الويكي
ط بوت:استبدال وصلات ISBN السحرية.
ط بوت: تعريب+تنظيف
سطر 1:
[[ملف:F100 F-15 engine.JPG|300px|تصغير|يسار|[[محرك عنفي مروحي|المحرك التوربيني المروحي]] [[برات آند ويتني إف 100|برات آند ويتني اف 100]] ]]
[[ملف:Jet engine.svg|300px|تصغير|يسار|رسم توضيحي [[محرك نفاث عنفي|لمحرك نفاث توربيني]]]]
[[ملف:Tarom.b737-700.yr-bgg.arp.jpg|300px|تصغير|يسار|[[بوينج 737|طائرة بوينج 737]]، مثال على [[طائرة ثابتة الجناحين|الطائرات ثابتة الجناحين]]]]
[[ملف:Compressor Stage GE J79.jpg|300px|تصغير|يسار|مرحلة [[ضاغط محوري]] لمحرك [[جينرال إليكتريك جيه 79]]، ويظهر فيه صفوف الريش المتحركة يتبعها صفوف [[جناح حامل|الريش]] الثابتة.]]
 
في [[طائرة ثابتة الجناحين|الطائرات ثابتة الجناحين]]  المدفوعة بواسطة [[المحركات النفاثة|محرك نفاث]] واحد أو أكثر، تتعلق بعض مفاهيم الأداء مثل [[الدفع]] بشكل مباشر مع التشغيل الآمن [[طائرة|للطائرة]]، في حين أن مفاهيم أخرى لتشغيل [[محرك نفاث|المحرك]] مثل [[تلوث ضوضائي|الضوضاء]] و[[Emission standard|انبعاثات المحرك]] تؤثر على البيئة.
 
إن عناصر [[الدفع]] و[[تلوث ضوضائي|الضوضاء]] والانبعاث لتشغيل [[المحرك النفاث]]، لها أهمية حيوية في [[إقلاع (طيران)|اقلاع الطائرة]]، حيث تكمن أهمية [[الدفع]] واستهلاك [[وقود الطائرات|الوقود]] وتغيرهما مع [[ارتفاع (مصطلح)|الارتفاع]] في مرحلتي الإقلاع و[[سرعة الطيران|السفر]] من مراحل عمل [[الطائرة]].
سطر 13:
يعرف''' أداء [[المحرك النفاث]]''' على أنه فهم كيفية إنتاج [[جريان الموائع|تدفق]] [[وقود الطائرات|وقود]] معين لكمية محدودة من [[الدفع]] عند نقطة معينة في دورة الطيران. الأداء هو موضوع له تخصص خاص داخل فرق تطوير وتصميم [[محرك الطائرة|محركات الطائرات]]، كما أنه فهم [[تلوث ضوضائي|للضوضاء]] الناتجة والانبعاثات بواسطة المتخصصين المعنيين بذلك في فرق أخرى.
 
إن مهمة الأداء الأساسية [[محرك نفاث عنفي|لمحرك توربيني نفاث]] أحادي العمود الدوار، هي مطابقة تشغيل [[ضاغط محوري|الضاغط]] و [[عنفة غازية|التربينه]] و[[منفث|الفوهة الدافعة]]. على سيبل المثال، تتحدد الطريقة التي يعمل بها [[ضاغط محوري|الضاغط]] من خلال مقاومة  [[جريان الموائع|تدفق المائع]] خلفه، والتي تحدث في [[غرفة الاحتراق]]، و [[عنفة غازية|التربينه]]، وأنبوب الذيل و[[فوهة دي لافال|الفوهة]] الدافعة.<ref>"Jet Propulsion for Aerospace Applications" Second edition,Hesse and Mumford, Pitman Publishing Corporation 1964, p172</ref>
 
يمكن تعريف مطابقة أجزاء [[محرك نفاث|المحرك]] على أنها التصميم وتحديد حجم الأجزاء، والتحكم في خصائص التشغيل <ref>"Method for Determining Component Matching and Operating Characteristics for Turbojet Engines" David G. Evans, Lewis Research Center</ref> لكل من [[ضاغط محوري|الضاغط]] و [[عنفة غازية|التربينة]]، و[[منفث|الفوهة الدافعة]]. ولتحسين الفهم المطلوب لمطابقة مكونات المحرك بكفاءة، بُنيت ثلاث ملاحظات أساسية بناء على ما يلي:<ref name="ReferenceA">"Method for Determining Component Matching and Operating Characteristics for Turbojet Engines" David G. Evans, Lewis Research Center.</ref>
سطر 21:
اضافة لذلك، فإن مقاومة [[جريان الموائع|التدفق]] خلف الضاغط تتحدد بمساحة [[فوهة دي لافال|فوهة]] التربينة ومساحة الخروج [[فوهة دي لافال|للفوهة]] الدافعة.
 
يتم تعديل الثلاثة قيود السابقة بين [[ضاغط محوري|الضاغط]] و[[عنفة غازية|التربينه]]، لحساب [[جريان الموائع|تدفقات المائع]] والقدرات الغير متساوية بسبب [[المائع]] المتدفق [[ضاغط محوري|للضاغط]] و [[القدرة الكهربية]] و[[هيدروليكا|الهيدروليكية]]<ref name="ReferenceA"/> المحولة لهيكل [[الطائرة]]، على سبيل المثال. لذلك يتم فهم وتحديد الأداء باستخدام التطبيق الهندسي العملي لكل من [[الديناميكا الحرارية]] و [[ الديناميكا الهوائية]].<ref>"Gas Turbine Aero-Thermodynamics" Sir Frank Whittle {{ردمك|978-0-08-026718-0}}</ref>
 
== تصفح للمقالة ==
سطر 34:
 
=== مخطط درجة الحرارة و الأنتروبي (TS) ===
[[ملف:TSdiagram.gif|300px|تصغير|يسار|[[مخطط درجة الحرارة والإنتروبي]] [[محرك نفاث عنفي|لمحرك نفاث توربيني]] أحادي العمود الدوار<br />
لاحظ أن<br />
1 وحدة حرارة مئوية/[[رطل|باوند كتلة]].[[كلفن]] = 1 [[وحدة حرارية بريطانية]]/ ([[رطل|باوند]].[[مقياس رانكين|رانكن]]) = 1 [[وحدة حرارية بريطانية]]/ ([[رطل|باوند]]. [[فهرنهايت]]) = 1 كيلو [[سعرة|كالوري]]/ (كجم.سيلزيوس) =4.18 كيلو [[جول]]/ ([[كجم]].[[كلفن]]).]]
يُستخدم عادة [[مخطط درجة الحرارة والإنتروبي|مخطط درجة الحرارة و الأنتروبي]]، لتوضيح [[دورة تحريك حراري|دورة]] [[محرك نفاث|محركات التربينات الغازية]]. حيث يمثل [[إنتروبيا|الأنتروبي]] درجة عدم انتظام أو عشوائية الجزيئات في [[المائع]]. و يميل [[إنتروبيا|الأنتروبي]] للزيادة عندما تتحول [[الطاقة]] بين أشكالها المختلفة مثل [[طاقة كيميائية|الكيميائية]] و [[طاقة ميكانيكية|الميكانيكية]].
 
[[مخطط درجة الحرارة والإنتروبي|مخطط درجة الحرارة و الانتروبي]] السابق، هو [[محرك نفاث عنفي|لمحرك  نفاث توربيني]] أحادي العمود الدوار، حيث يقوم عمود دوار واحد بوصل [[عنفة غازية|التربينة]] و [[ضاغط محوري|الضاغط]] معا.
 
يتم استخدام [[ضغط الركود]] و [[Stagnation temperature|درجة الحرارة الركود]] في الحسابات عند النقاط المختلفة للمخطط، بغض النظر عن النقطة 0 و 8s. و تمثل النقطة 0 الحالة المحيطة من حيث الظروف الجوية ([[الضغط]] و [[درجة الحرارة]]).   تُستخدم عادة القيم الكلية (سواء للضغط أو درجة الحرارة) في دراسات [[دورة تحريك حراري|دورة]] ا [[عنفة غازية|لتربينة الغازية]]، بسبب عدم الحاجة لمعرفة سرعة [[جريان الموائع|تدفق المائع]].
 
تتكون الاجراءات الموجودة في المخطط السابق من:
*'''التدفق الحر (من 0 إلى 1)'''
في المثال السابق، تكون [[الطائرة]] ثابتة على الأرض، لذلك تنطبق نقطة 0 (الحالة المحيطة بالطائرة من حيث [[الضغط]] و [[درجة الحرارة]]) مع نقطة 1 (حالة الدخول [[محرك نفاث|للمحرك]])، و هنا لم تبين نقطة 1 على الرسم.
 
*'''الدخول -سحب المائع لداخل المحرك- (من 1 إلى 0)'''
في المثال السابق، يتم فرض عدم وجود فقد في ضغط الدخول، لذلك تنطبق نقطة 1 و 2.
 
*'''الانضغاط (من 2 إلى 3)'''
يظهر الإجراء المثالي بشكل رأسي على [[مخطط درجة الحرارة والإنتروبي|مخطط درجة الحرارة و الأنتروبي]]. بينما يظهر الإجراء الحقيقي بشكل مائل، بسبب تعرض [[المائع]] للاحتكاك، و [[جريان الموائع|الاضطراب]]، و ربما مفاقيد نتيجة [[موجة صادمة]]. كل هذا يجعل [[درجة الحرارة]] عند [[نسبة الضغط الكلي|نسبة ضغط]] معينة أكبر من درجة الحرارة في الحالة المثالية. و لذلك، كلما زاد ميل خط الإجراء بشكل موجب على [[مخطط درجة الحرارة والإنتروبي|مخطط درجة الحرارة و الأنتروبي]]، كلما أصبح إجراء الانضغاط أقل كفاءة.
 
*'''الاحتراق ( من 3 إلى 4)'''
يتم إضافة الحرارة [[مائع|للمائع]] (بحرق الوقود غالب) لرفع درجة حرارته. و يكون هناك فقد في [[الضغط]] في هذا الاجراء، لا يمكن تجنبه.
 
*'''التربينة ( من 4 إلى 5)'''
يشير ارتفاع [[درجة الحرارة]] في [[ضاغط محوري|الضاغط]] على أنه سيكون هناك فقد في درجة الحرارة في [[عنفة غازية|التربينة]] (شغل أقل). في الحالة المثالية يكون الاجراء رأسيا على [[مخطط درجة الحرارة والإنتروبي|مخطط درجة الحرارة و الأنتروبي]]. بينما، في الاجراء الحقيقي، يؤدي احتكاك و [[جريان الموائع|اضطراب المائع]] إلى زيادة الفقد في [[الضغط]] عن الحالة المثالية. أي أنه كلما زاد الميل السالب على [[مخطط درجة الحرارة والإنتروبي|مخطط درجة الحرارة و الانتروبي]]، كلما أصبح تمدد [[المائع]] خلال [[عنفة غازية|التربينة]] أقل كفاءة (شغل أقل).
 
*'''الأنبوب النفاث (من 5 إلى 8)'''
في هذا المثال، الأنبوب النفاث قصير جدا، لذلك لا يوجد فقد في [[الضغط]]. و بالتالي تنطبق الحالات 5 و 8 على [[مخطط درجة الحرارة والإنتروبي]].
 
*'''الفوهة (من 8 إلى 8s)'''
تقع هاتين النقطتين معا في حلق [[فوهة دي لافال|الفوهة]] (المتقاربة). حيث تمثل الحالة 8s الحالة الساكنة للضغط و [[درجة الحرارة]]. و لايظهر إجراء التمدد من [[فوهة دي لافال|الفوهة]] للضغط المحيط، على [[مخطط درجة الحرارة والإنتروبي]].
 
=== معادلات الأداء عند نقطة التصميم ===
نظريا، يمكن وصف [[نقطة التصميم]] لأداء [[محرك نفاث|المحرك]] أنها أي مزيج من ظروف الطيران التي يتعرض لها [[محرك نفاث|المحرك]] وإجراء الخنق. و مع ذلك، و في العادة، ترتبط [[نقطة التصميم]] بأكبر [[Corrected flow|تدفق صحيح]]   عند الدخول لنظام الانضغاط (مثال: أقصى تسلق يكون عند 0.85 [[ماخ]]، و 35000[[قدم (وحدة قياس)|قدم]]، عند الظروف الجوية القياسية).
 
يمكن تقدير [[دفع|الدفع]] الصافي عند [[نقطة التصميم]] لأي [[محرك نفاث]]، عن طريق تحليل [[دورة تحريك حراري|دورة]] [[محرك نفاث|المحرك]] خطوة بخطوة. و فيما يلي نذكر معادلات إجراءات الدورة [[محرك نفاث عنفي|لمحرك نفاث توربيني]] أحادي العمود الدوار.
السطر 111 ⟵ 105:
'''<math>w_4 \cdot C_{\mathrm{pt}}(T_4-T_5) = w_2 \cdot C_{\mathrm{pc}}(T_3-T_2)</math>'''
 
في بعض الأحيان، يتم الفرض للتبسيط أن كتلة [[وقود الطائرات|الوقود]] المضاف   تكون تعويض عن كتلة الهواء المستنزف [[ضاغط محوري|الضاغط]]، أي أن [[جريان الموائع|تدفق الكتلة]] ثابت خلال [[دورة تحريك حراري|الدورة]].
 
يمكن حساب نسبة الضغط خلال [[عنفة غازية|التربينة]]، بفرض كفاءة عامة، من المعادلة التالية:
السطر 131 ⟵ 125:
 
=== الفوهة ===
هل تعرضت [[فوهة دي لافال|الفوهة]] للاختناق؟   تتعرض [[فوهة دي لافال|الفوهة]] للاختناق عندما يكون [[رقم ماخ]] عند حلق [[فوهة دي لافال|الفوهة]] يساوي 1. و يحدث هذا عندما تصل نسبة الضغط في [[فوهة دي لافال|الفوهة]] للقيمة الحرجة أو تتجاوزها.
 
'''<math>(P_8/p_{\mathrm{8s}})crit = (({\gamma}_t+1)/2))^{{\gamma}_t/({\gamma}_t-1)} \,</math>'''
 
 لو  '''<math>(P_8/p_0) >= (P_8/p_{\mathrm{8s}})crit \,</math>''' إذن تتعرض [[فوهة دي لافال|الفوهة]] للاختناق.
 
و لو  '''<math>(P_8/p_0) < (P_8/p_{\mathrm{8s}})crit \,</math>'''  إذن لا تتعرض [[فوهة دي لافال|الفوهة]] للاختناق.
 
=== الفوهة المختنقة ===
تتناسب الطريقة الحسابية التالية مع [[فوهة دي لافال|الفوهات]] المختنقة فقط.
 
بفرض اختناق [[فوهة دي لافال|الفوهة]]، يتم حساب [[درجة الحرارة  الساكنة]] للفوهة، كالتالي:
 
'''<math>t_{\mathrm{8s}} = T_8/(({\gamma}_t+1)/2) \,</math>'''
السطر 163 ⟵ 157:
 
=== الدفع الكلي ===
تتكون معادلة الدفع الكلي [[فوهة دي لافال|للفوهة]] من شقين،   و هما: [[دفع]] [[كمية الحركة]] المثالي و [[دفع]][[الضغط]] المثالي. و يساوي الشق الأخير صفر في حالة اختناق [[فوهة دي لافال|الفوهة]] فقط.
 
'''<math>F_g = C_\mathrm{x}((w_8 \cdot V_8/g) + A_8(p_{\mathrm{8s}} - p_0)) \,</math>'''
السطر 174 ⟵ 168:
'''<math>p_{\mathrm{8s}} = p_0 \,</math>'''
 
و تحسب درجة الحرارة الساكنة [[فوهة دي لافال|للفوهة]] من  النسبة بين [[ضغط الركود|الضغط الكلي]]/ الضغط الساكن [[فوهة دي لافال|للفوهة]]:
 
'''<math>t_{\mathrm{8s}} = T_8/(P_8/p_{\mathrm{8s}})^{{(\gamma}_t-1)/{\gamma}_t}</math>'''
السطر 197 ⟵ 191:
'''<math>F_n = F_g - F_r \,</math>'''
 
لا تتناول المقالة حساب تدفق[[وقود الطائرات|الوقود]] في [[غرفة الاحتراق]]، لكنه في الأساس يتناسب مع [[جريان الموائع|تدفق الهواء]] الداخل [[حجرة احتراق|لغرفة الاحتراق]]، كما أنه [[دالة]] في ارتفاع [[درجة حرارة]] [[غرفة الاحتراق]]. 
 
يُلاحظ أن تدفق الكتلة هو معامل حجمي: أي أنه بمضاعفة [[جريان الموائع|تدفق الهواء]]، يتضاعف [[الدفع]] و[[جريان الموائع|تدفق]] [[وقود الطائرات|الوقود]]. ومع ذلك، فإن [[الاستهلاك النوعي للوقود]] (تدفق الوقود/[[الدفع]] الصافي) لا يتأثر بذلك، بفرض إهمال التأثيرات الصغيرة.
السطر 203 ⟵ 197:
يمكن عمل حسابات[[نقطة التصميم]]، مشابهة في أنواع أخرى من[[المحركات النفاثة]]، مثل [[محرك عنفي مروحي|المحرك التوربيني المروحي]]،[[محرك مروحة عنفية|المحرك التوربيني ذو المروحة الدافعة]]، [[محرك نفاث تضاغطي|المحرك النفاث التضاغطي]]، إلخ.
 
طريقة الحساب السابقة المستخدمة هي طريقة أساسية وبسيطة لحد ما، لكنها مفيدة لاكتساب الفهم الأساسي لأداء [[محرك الطائرة|محركات الطائرات]]. يستخدم معظم مصنعي [[محرك نفاث|المحركات]] طريقة أكثر واقعية، تعرف [[حرارة نوعية|بالحرارة النوعية]] الفعلية. عند المستويات المرتفعة من السرعات الفوق صوتية، سوف تحتاج[[ضغط|الضغوط]] و[[درجات الحرارة]] المرتفعة إلى حسابات غير مألوفة مثل الكيمياء المجمدة وكيمياء الاتزان. 
 
=== مثال عملي ===
'''السؤال'''<br />
أوجد [[الدفع]] الصافي [[دورة تحريك حراري|لدورة]]  [[محرك نفاث عنفي|المحرك النفاث التوربيني]] أحادي العمود الدوار التالي، عند مستوى سطح البحر الساكن، و الظروف الجوية القياسية، مستخدما [[Imperialوحدات unitsإمبراطورية|الوحدات الإمبراطورية]] للتوضيح:
 
*'''معاملات بداية التصميم:'''
 
السطر 220 ⟵ 213:
 
نسبة الضغط الكلي تساوي
 
 
'''<math>P_3/P_2 = 10.0 \,</math>'''
 
السطر 226 ⟵ 219:
'''<math>T_4 = \mathrm{RIT}=1400 \ \mathrm{K} \,</math>'''
 
(عند التعامل بدرجة حرارة [[مقياس رانكين|رانكن]]، يتم الضرب في معامل قيمته 1.8، حيث أن كل درجة حرارة [[كلفن|كلفينية]] تساوي 1.8 درجة على [[Degreesمقياس Rankineرانكين|مقياس رانكن]])
 
'''فروض أداء عنصر التصميم:'''
 
*معامل تصحيح ضغط الدخول ، '''<math>\mathrm{prf} = 1.0 \,</math>'''
*الكفاءة العامة [[ضاغط محوري|للضاغط]]
'''<math>{\eta}pc = 0.89 \ (i.e. 89\%) \,</math>'''
*الكفاءة العامة [[عنفة غازية|للتربينة]]  {{إنج|Turbine polytropic efficiency}}▼
 
▲*الكفاءة العامة [[عنفة غازية|للتربينة]] {{إنج|Turbine polytropic efficiency}}
'''<math>{\eta}pt = 0.90 \ (i.e. 90\%) \,</math>'''
 
تبلغ نسبة الفقد في [[الضغط]] في [[غرفة الاحتراق]] 5%، لذلك تصبح نسبة الضغط في [[غرفة الاحتراق]]  '''<math>P_4/P_3 =0.95 \,</math>'''
 
تبلغ نسبة الفقد في الضغط خلال الأنبوب النفاث 1%، لذلك تصبح نسبة الضغط خلال الأنبوب النفاث  '''<math>P_8/P_5 = 0.99 \,</math><br/>
<br/>
'''
*[[الدفع]] [[فوهة دي لافال|للفوهة]]  '''<math>C_\mathrm{x} = 0.995 \,</math>'''▼
 
▲*[[الدفع]] [[فوهة دي لافال|للفوهة]] '''<math>C_\mathrm{x} = 0.995 \,</math>'''
 
'''الثوابت'''
 
*نسبة [[الحرارة النوعية]] للهواء
'''<math>{\gamma}_c = 1.4 \,</math>'''
 
*نسبة [[الحرارة النوعية]] لنواتج الاحتراق
'''<math>{\gamma}_t = 1.333 \,</math>'''
*نسبة [[الحرارة النوعية]]  للهواء، عند ثبوث الضغط'''<math>C_{\mathrm{pc}} = 0.6111 \ \frac{\mathrm{hp} \cdot \mathrm {s}}{\mathrm{lb} \cdot \mathrm{K}} \,</math>'''▼
 
▲*نسبة [[الحرارة النوعية]] للهواء، عند ثبوث الضغط'''<math>C_{\mathrm{pc}} = 0.6111 \ \frac{\mathrm{hp} \cdot \mathrm {s}}{\mathrm{lb} \cdot \mathrm{K}} \,</math>'''
(تساوي 1.004646 [[كيلو وات]].ثانية/[[كجم]].[[كلفن]]، عند استخدام [[النظام الدولي للوحدات]]، و تساوي 0.3395 [[حصان (وحدة قدرة)|حصان]].ثانية/[[رطل|باوند]].[[مقياس رانكين|رانكن]]، عند استخدام نظام الوحدات الأمريكية)
 
*[[الحرارة النوعية]] بثبوت [[ضغط|الضغط]]، لمكونات الاحتراق
'''<math>C_{\mathrm{pt}} = 0.697255 \ \frac{\mathrm{hp} \cdot \mathrm {s}}{\mathrm{lb} \cdot \mathrm{K}} \,</math>'''
(تساوي 1.1462 [[كيلو وات]].ثانية/[[كجم]].[[كلفن]]، عند استخدام [[النظام الدولي للوحدات]]، و تساوي 0.387363889 [[حصان (وحدة قدرة)|حصان]].ثانية/[[رطل|باوند]].[[مقياس رانكين|رانكن]]، عند استخدام نظام الوحدات الأمريكية)
*[[عجلة الجاذبية]]، يرمز لها g   و تساوي 32.174 [[قدم (وحدة قياس)|قدم]]/ثانية مربع  (تساوي 9.8 متر/ثانية مربع عند استخدام النظام الدولي للوحدات)▼
 
▲*[[عجلة الجاذبية]]، يرمز لها g  و تساوي 32.174 [[قدم (وحدة قياس)|قدم]]/ثانية مربع (تساوي 9.8 متر/ثانية مربع عند استخدام النظام الدولي للوحدات)
*المكافئ الميكانيكي للحرارة '''<math>J = 550 \ \mathrm{ft} \cdot \mathrm{lb}/(\mathrm{s} \cdot \mathrm{hp}) \,</math>'''
(يساوي 1 عند استخدام [[وحدات النظام الدولي]])
*ثابت الغاز  ▼
 
▲*ثابت الغاز 
'''<math>R = 96.034 \ \mathrm{ft} \cdot \mathrm{lbf}/(\mathrm{lb} \cdot \mathrm{K}) \,</math>'''
 
(يساوي 0.287052 كيلو [[نيوتن (وحدة)|نيوتن]].متر/[[كجم]].[[كلفن]]، عند استخدام [[النظام الدولي للوحدات]]، و يساوي53.3522222 [[قدم (وحدة قياس)|قدم]].باوند قوة/باوند.[[Degreesمقياس Rankineرانكين|رانكن]]، عند استخدام نظام الوحدات الأمريكي)
 
'''الاجابة'''
 
*'''الظروف المحيطة'''
 
يُفرض [[ضغط|الضغط]] عند مستوى سطح البحر كما يلي:
 
الضغط المحيط  '''<math>p_0 =14.696 \ \mathrm{psia} \,</math><br/>
'''(حيث أن psia تعني [[باوند لكل بوصة مربعة]]، و عند استخدام [[النظام الدولي للوحدات]]، يساوي الضغط المحيط 101.325 [[نيوتن (وحدة)|كيلو نيوتن]]/متر مربع)
 
السطر 283 ⟵ 266:
'''<math>t_0 =288.15 \ \mathrm{K} \,</math>'''
 
(لاحظ أن هذه [[درجة الحرارة المطلقة]]  '''<math>15 \ ^\circ \mathrm{C} + 273.15 \ ^\circ \mathrm{C} \,</math>''')
 
(تساوي 518.67 رانكن، عند استخدام نظام الوحدات الأمريكية)
 
*'''التدفق الحر'''
عندما يكون [[محرك نفاث|المحرك]] ساكن، تكون كل من [[سرعة الطيران]] '''<math>V_0 \,</math>'''
و [[رقم ماخ]]  '''<math>M \,</math>،''' مساويا للصفر.
 
لذلك:
السطر 296 ⟵ 278:
 
'''<math>P_1 = p_0 = 14.696 \ \mathrm{psia} \,</math>'''
*'''مدخل المحرك<br/>'''▼
 
▲*'''مدخل المحرك<br>'''
 
'''<math>T_2 = T_1 = 288.15 \ \mathrm{K} \,</math>'''
السطر 304 ⟵ 285:
 
'''<math>P_2 = 14.696 * 1.0 = 14.696 \ \mathrm{psia} \,</math>'''
*'''الضاغط<br/>'''▼
 
▲*'''الضاغط<br>'''
 
'''<math>T_3 = T_2 \cdot ((P_3/P_2) ^ {({\gamma}_c-1)/({\gamma}_c \cdot {\eta}pc)} = 288.15 * 10 ^ {(1.4-1)/(1.4 * 0.89)}
السطر 313 ⟵ 293:
 
'''<math>P_3 = 14.696 * 10 = 146.96 \ \mathrm{psia} \,</math>'''
*'''غرفة الاحتراق<br/>'''▼
 
▲*'''غرفة الاحتراق<br>'''
 
'''<math>T_4 = \mathrm{RIT}=1400 \ \mathrm{K} \,</math>'''
 
'''<math>P_4 = P_3 \cdot (P_4/P_3) = 146.96 * 0.95 = 139.612 \ \mathrm{psia} \,</math>'''
*'''التربينة<br/>'''▼
 
▲*'''التربينة<br>'''
 
'''<math>w_4 \cdot C_{\mathrm{pt}}(T_4-T_5) = w_2 \cdot C_{\mathrm{pc}}(T_3-T_2) \,</math>'''
السطر 333 ⟵ 311:
 
'''<math>P4/P5 = 2.65914769 \,</math>'''
*'''الأنبوب النفاث<br/>'''▼
 
▲*'''الأنبوب النفاث<br>'''
 
'''<math>T_8 = T_5 = 1123.65419 \ \mathrm{K} \,</math>'''
السطر 345 ⟵ 322:
 
'''<math>P_8 = 52.502537 * 0.99 = 51.9775116 \ \mathrm{psia} \,</math>'''
*'''الفوهة<br/>'''▼
 
▲*'''الفوهة<br>'''
 
'''<math>P_8/p_0 = 51.9775116/14.696 = 3.53684755 \,</math>'''
السطر 354 ⟵ 330:
'''<math>(P_8/p_{\mathrm{8s}})crit = ((1.333+1)/2)^{1.333/(1.333-1)} = 1.85242156 \,</math>'''
 
<span>  عندما يكون  '''<math>P_8/p_0 > P_8/p_{\mathrm{8s}} \,</math>'''</span>, تختنق [[فوهة دي لافال|الفوهة]].
 
*'''الفوهة المختنقة'''
 
السطر 380 ⟵ 355:
'''<math>{\rho}_{\mathrm{8s}} = (28.059224 * 144)/ (96.034 * 963.269773) = 0.0436782467 \ \mathrm{lb}/ \mathrm{ft}^3 \,</math>'''
 
ملاحظة: تم الضرب في '''144 [[بوصة]] مربعة/[[قدم (وحدة قياس)|قدم]] مربع'''،   للحصول على [[الكثافة]] بوحدة باوند/قدم مكعب.
 
'''<math>A_8 = w_8/({\rho}_{\mathrm{8s}} \cdot V_8) \,</math>'''
السطر 386 ⟵ 361:
'''<math>A_8 = (100 * 144)/ (0.0436782467 * 1989.41677) = 165.718701in^2 \,</math>'''
 
ملاحظة:  تم الضرب في 144 [[بوصة]] مربعة/قدم مربع، للحصول على المساحة بوحدة [[بوصة]] مربعة.
*'''الدفع الكلي<br/>'''▼
 
▲*'''الدفع الكلي<br>'''
 
'''<math>F_g = C_\mathrm{x}((w_8 \cdot V_8/g) + A_8(p_{\mathrm{8s}} - p_0)) \,</math>'''
السطر 399 ⟵ 373:
 
'''<math>F_g = 8355.85259 \ \mathrm{lbf} \,</math>'''
*'''احتكاك سحب الرام  <br/>'''▼
 
▲*'''احتكاك سحب الرام <br>'''
 
'''<math>F_r = w_0 \cdot V_0/g \,</math>'''
السطر 407 ⟵ 380:
 
في هذا المثال، تساوي قوة احتكاك السحب في الرام صفر، لأن [[محرك نفاث|المحرك]] ثابت و بالتالي [[سرعة الطيران]] تساوي صفر.
*'''الدفع الصافي<br/>'''▼
 
▲*'''الدفع الصافي<br>'''
 
'''<math>F_n = F_g - F_r \,</math>'''
السطر 446 ⟵ 418:
 
=== أنواع أخرى من محرك التربينة الغازية ===
تتشابه صيغ حسابات [[نقطة التصميم]] للأنواع الأخرى من [[محرك نفاث|محرك التربينة الغازية]] مع الحسابات السابقة [[محرك نفاث عنفي|للمحرك النفاث التوربيني]]  أحادي العمود الدوار.
 
تحتوي حسابات [[نقطة التصميم]] [[محرك نفاث عنفي|للمحرك النفاث التوربيني]] ثنائي العمود الدوار، على شقين لحسابات الانضغاط، أحدهما يختص بمراحل [[ضغط|الضغط]] المنخفض في  [[ضاغط محوري|الضاغط]]  ، و الآخر يتعامل مع مراحل [[ضاغط محوري|الضاغط]] ذات الضغط المرتفع. و بالمثل في حسابات [[عنفة غازية|التربينة]] يوجد شقين، أحدهما لمراحل الضغط المنخفض من [[عنفة غازية|التربينة]] و الآخر لمراحل [[ضغط|الضغط]] المرتفع.
 
في [[محرك عنفي مروحي|المحرك التوربيني المروحي]] ثنائي العمود الدوار الغير مختلط (في [[محرك عنفي مروحي|المحركات التوربينية المروحية]] الغير مختلطة، تستنزف كمية من الهواء في البداية، تُسمى [[نسبة الالتفافية|بنسبة الالتفافية]]، و تمر في مجرى خارجي في هيكل [[محرك عنفي مروحي|المحرك]] أي أنها لا تمر [[ضاغط محوري|بالضاغط]] ولا [[حجرة احتراق|غرفة الاحتراق]] ولا [[عنفة غازية|التربينة]]، ثم تمر في   من   [[فوهة دي لافال|فوهة]] تُسمى بالفوهة الباردة أو [[فوهة دي لافال|فوهة]] [[نسبة الالتفافية]]، فتزود [[دفع|الدفع]] لأنها تسببت في زيادة كمية [[جريان الموائع|التدفق]]، و تقلل استهلاك [[وقود الطائرات|الوقود]])   تُستبدل حسابات المراحل ذات [[ضغط إسموزي|الضغط]] المنخفض في [[ضاغط محوري|الضاغط]]، بحسابات الانضغاط عند مركز و قمة المروحة. و تستمد هذه الأجزاء قدرتها من مرحلة الضغط المنخفض من ا [[عنفة غازية|لتربينة]]. بعد ذلك، يتم حساب [[ضغط|الضغط]] المفقود في القناه التي تمر فيها [[نسبة الالتفافية|نسبة الهواء الالتفافية]]. و يتم حساب [[دفع|قوة الدفع]]  الصافي بخصم قوة احتكاك السحب للرام عند مدخل [[محرك عنفي مروحي|المحرك]] من مجموع قوى [[دفع|الدفع]]  [[فوهة دي لافال|للفوهة]] الساخنة ([[فوهة دي لافال|الفوهة]] التي تمر فيها الغازات الخارجة من [[عنفة غازية|التربينة]])   و [[دفع|الدفع]] الناتج عن [[نسبة الالتفافية|نسبة الهواء الالتفافية]].
 
أما في [[محرك عنفي مروحي|المحركات التوربينية المروحية]] ثنائية العمود الدوار المختلطة، تتشابه حسابات [[نقطة التصميم]] بشكل كبير مع حسابات حالة عدم الاختلاط (في المحركات المختلطة، تخرج [[نسبة الالتفافية]] عند مدخل [[فوهة دي لافال|الفوهة]] و تختلط مع تدفق الغاز القادم من [[عنفة غازية|التربينة]])، فيما عدا أن حساب [[فوهة دي لافال|فوهة]] [[نسبة الالتفافية]] يستبدل بحساب خلاط (النقطة التي يخلط عندها [[جريان الموائع|تدفق]] [[نسبة الالتفافية]] مع تدفق الغاز الرئيسي)، حيث يتم فرض تساوي [[الضغط الساكن]] لكل من [[جريان الموائع|تدفق]] نسبة الالتفافية و التدفق الرئيسي عند سطح الاختلاط.
السطر 463 ⟵ 435:
5)تغير حالات التشغيل [[محرك نفاث|للمحرك]] (كزيادة ضغط الدخول).
6)تغير شكل [[محرك نفاث|المحرك]].
<br/>
ومع ذلك، فإن كل نقطة خارج التصميم تنطبق عليها حسابات [[نقطة التصميم]]، و تكون [[دورة تحريك حراري|الدورة]] الناتجة (غالبا) لها نفس أبعاد [[عنفة غازية|التربينة]] و [[فوهة دي لافال|الفوهة]] مثل التي في [[نقطة التصميم]]. و بكل وضوح، لا يمكن أن يزداد أو ينخفض [[جريان الموائع|تدفق المائع]] عن الحد المسموح به في [[فوهة دي لافال|الفوهة]] النهائية، و تنطبق هذه القاعدة أيضا على ريش التوجيه [[عنفة غازية|للتربينة]]، التي تتصرف كانها [[فوهة دي لافال|فوهات]] صغيرة.
 
السطر 487 ⟵ 459:
تتكون الثلاثة شروط المفروضة من الاتي:
 
1) [[رقم ماخ]] الذي يعمل عليه [[محرك نفاث عنفي|المحرك]]، و أثر ذلك على [[دفع نووي|قوة الدفع]] أو كتلة الوقود أو درجة حرارة الدخول [[عنفة غازية|للتربينة]]، و يرمز لهم بالرموز التالية على الترتيب.'''<math>Fn\, </math>'''   '''<math>w_{\mathrm{fe}}\, </math>'''  '''<math>T_3\, </math>''', 
 
2) مساحة [[فوهة دي لافال|الفوهة]]. '''<math>A_{\mathrm{8calc}}\, </math>''' vs '''<math>A_{\mathrm{8 des pt}}\, </math>'''
 
3) سعة التدفق [[عنفة غازية|للتربينة]]  '''<math>w_{\mathrm{4cor calc}}\, </math>''' vs '''<math>w_{\mathrm{4cor des pt}}\, </math>'''
 
يجب تحقيق آخر شرطين لأنهما شروط فيزيائية، بينما الشرط الأول هو مجرد قياس للخنق.
السطر 499 ⟵ 471:
'''النتائج'''
 
الرسم البياني السابق هو نتاج للعديد من الحسابات لنقاط خارج التصميم، ليوضح تأثير حيود [[المحرك النفاث]] عن [[نقطة التصميم]]. و يعرف الخط الموضح بالرسم أنه خط تشغيل [[ضاغط محوري|الضاغط]] عند الحالة المستقرة. في معظم مدى الخنق، تعمل [[عنفة غازية|التربينة]] في [[المحرك النفاث]] بين مستويات حدوث الاختناق. حيث يختنق كل حلق [[عنفة غازية|للتربينة]] بالاضافة [[فوهة دي لافال|للفوهة]] النهائية. و بالتالي تبقى نسبة الضغط [[عنفة غازية|للتربينة]] ثابتة قيمة ثابتة للنسبة بين فرق [[درجات الحرارة]] خلال [[عنفة غازية|التربينة]] و درجة حرارة الدخول للتربينة. و حيث أن [[درجة حرارة]] الدخول [[عنفة غازية|للتربينة]] تنخفض مع الخنق عادة، لذلك يجب أن يقل فرق درجات الحرارة خلال التربينة. و مع ذلك، فإن   التغير في [[درجات الحرارة]] خلال [[ضاغط محوري|الضاغط]]، يتناسب مع التغير في درجات الحرارة خلال [[عنفة غازية|التربينة]]. و بالتالي فإن النسبة بين فرق درجات الحرارة خلال [[ضاغط محوري|الضاغط]]، و درجة حرارة الدخول للضاغط، يجب أن تقل أيضا، مسببه بذلك انخفاض نسبة الضغط خلال الضاغط. يجب أن يكون هناك انخفاض في التدفق الصحيح الداخل للضاغط، بانخفاض نسبة الضغط. لذلك، يكون لخط عمل [[ضاغط محوري|الضاغط]] عند الحالة المستقرة، ميل موجب، كما هو موضح بالرسم البياني السابق.
 
النسبة بين درجة حرارة الدخول [[عنفة غازية|للتربينة]] و درجة حرارة الدخول [[ضاغط محوري|للضاغط]] (  '''<math>RIT/T_1\, </math>) '''هي الكمية التي تحدد مقدار الخنق للمحرك.  لذلك، على سبيل المثال، عند زيادة درجة الحرارة الكلية عند الدخول للمحرك عن طريق زيادة [[سرعة الطيران]]، و ذلك عند ثبات [[درجة حرارة]] الدخول [[عنفة غازية|للتربينة]]  '''<math>RIT\, </math>  '''، سيؤدي ذلك لحدوث خنق في [[محرك نفاث|المحرك]] حتى يصل [[جريان الموائع|لتدفق]] أقل أو [[نسبة الضغط الكلي|نسبة ضغط]] أقل.
 
بكل وضوح، يفقد [[محرك نفاث|المحرك]] جزء من [[دفع|الدفع]] الصافي له، عندما يحدث له خنق. و هذا الفقد في [[دفع|الدفع]] يرجع إلى الانخفاض في تدفق كتلة الهواء، بالاضافة لانخفاض درجة حرارة الدخول [[عنفة غازية|للتربينة]]، و كذلك أداء أجزاء [[محرك نفاث|المحرك]].
 
الحساب المبسط لنقطة خارج التصميم، كما تم توضيحه   في السابق، غير صحيح بعض الشئ، حيث أنه يفترض الآتي:
 
1) لا يوجد تغير في كفاءة [[ضاغط محوري|الضاغط]] و [[عنفة غازية|التربينة]]، عند تغير الخنق.
السطر 525 ⟵ 497:
مرة أخرى، يستلزم ثلاثة متغيرات [[محرك نفاث عنفي|للمحرك النفاث التوربيني]] أحادي العمود الدوار:
 
1) دالة تعبر عن تدفق الوقود [[حجرة احتراق|لغرفة الاحتراق]]، مثل [[درجة حرارة]] الدخول [[عنفة غازية|للتربينة]]  '''<math>RIT\, </math>'''
 
2) [[Corrected speed|السرعة الصحيحة]] [[ضاغط محوري|للضاغط]]. يرمز لها  '''<math>N_{\mathrm{cor}}\, </math>'''
 
3) متغير مستقل يدل على نقطة تشغيل [[ضاغط محوري|الضاغط]] على خط السرعة، مثل  '''<math>{\beta}\, </math>'''.
 
إذن، تستبدل السرعة الصحيحه [[ضاغط محوري|للضاغط]] محل تدفق الكتلة الصحيح [[محرك نفاث|للمحرك]]، و تستبدل بيتا نسبة الضغط للضاغط.
السطر 539 ⟵ 511:
1) [[عدد ماخ|رقم ماخ]] الذي يعمل عليه [[محرك نفاث|المحرك]]، و أثر ذلك على [[دفع|قوة الدفع]] أو كتلة الوقود أو درجة حرارة الدخول [[عنفة غازية|للتربينة]]، و يرمز لهم بالرموز التالية على الترتيب '''<math>F_n\, </math>''' ، '''<math>w_{\mathrm{fe}}\, </math>'''، '''<math>T_{\mathrm{3}}\, </math>.'''
 
2) مساحة [[فوهة دي لافال|الفوهة]]  '''<math>A_{\mathrm{8 geometricdesign}}\, </math>''' مقابل '''<math>A_{\mathrm{8calc}}/C_{\mathrm{dcalc}}\, </math>'''
 
3)كمية التدفق [[عنفة غازية|للتربينة]]  '''<math>w_{\mathrm{4cor calc}}\, </math>''' مقابل '''<math>w_{\mathrm{4cor turb char}}\, </math>'''
 
أثناء الحساب المعقد لنقطة خارج التصميم، يتم تخمين نقطة تشغيل [[ضاغط محوري|الضاغط]] على خريطة الضاغط ( بدلالة  '''<math>N_{\mathrm{cor}}\, </math>''' و '''<math>{\beta}\, </math>''') للحصول على قيمة تقريبية لتدفق الكتلة في [[الضاغط]] و نسبة [[ضغط|الضغط]] و الكفاءة. بعد انتهاء حسابات الاحتراق، تُستخدم [[سرعة الدوران|سرعة]] العمود الدوار الناتجة في تقدير السرعة الصحيحة [[عنفة غازية|للتربينة]]   (و يرمز لها  '''<math>N_{\mathrm{turb cor}}\, </math>'''). عادة ما تستخدم القدرة المطلوبة من التربينة و كمية [[جريان الموائع|التدفق]] عند الدخول و كذلك [[درجة الحرارة]]، لتقدير النسبة بين مقدار التغير في [[محتوى حراري|المحتوى الحراري]] للغاز في [[عنفة غازية|التربينة]] و درجة حرارة الدخول (أي '''<math>({\delta}H/T)_{\mathrm{turb}} \, </math>'''). بعد ذلك، تُستخدم المعاملات التقريبية لسرعة التربينة و النسبة بين التغير في [[المحتوى الحراري]] و [[درجة حرارة]] الدخول للتربينة، للدخول لخريطة التربينة   و حساب التدفق الصحيح في التربينة ('''<math>w_{\mathrm{4cor turb char}}\, </math>''')
والكفاءة (أي '''<math>{\eta}_{\mathrm{pt}}\, </math>'''). يستمر بعد ذلك الحساب بنفس الطريقة المعتاده في [[فوهة دي لافال|الفوهة]] و الأنبوب النفاث. إن لم تكن شروط العملية التكرارية ضمن الدقة المطلوبة، يتم تخمين قيم جديدة للمتغيرات و بدأ العملية من جديد.
 
الرسم البياني   على خريطة LHs هو نتاج لحسابات عديدة خارج التصميم، ليظهر تأثير حيود [[المحرك النفاث]] عن حالة [[نقطة التصميم]] له. و يشبه خط العمل لخط العمل الموضح في الرسم السابق لكنه مرسوم على خريطة الضاغط الآن و يدل على سرعة العمود الدوار الصحيحة وعند حدوث الضغط الخلفي [[ضاغط محوري|للضاغط]].
 
=== نموذج أداء ===
السطر 580 ⟵ 552:
حتى الآن قمنا بفحص أداء نماذج حالة [[جريان الموائع|السريان المستقر]].<ref>"Gas Turbine Theory" Cohen, Rogers, Saravanamuttoo ISBN 0 582 44927 8,"Prediction of transient performance"pp290-296</ref><ref>"Gas Turbine Performance" Walsh and Fletcher ISBN 0-632-06434-X section 8.11 "Transient performance and control models"</ref>
 
يُمكن تطوير نموذج مؤقت، بعمل تعديلات بسيطة في حساب نقطة خارج التصميم. يتم فرض أن [[التسارع]] المؤقت (أو التباطئ) يحدث في عدد كبير من الفترات الزمنية القصيرة، على سبيل المثال، 0.01 ثانية. وأثناء كل فترة زمنية، يتم فرض ثبوت [[سرعة الدوران|سرعة]] العمود الدوار لحظيا. لذلك، في الحساب المعدل لنقطة خارج التصميم، تكون سرعة العمود  '''<math>N\, </math>'''  ثابتة، ويحل بدلا منها متغير جديد يُسمى القدرة الفائضة للتربينة  '''<math>{\delta}P_w\, </math>.'''  بعد إجراء العمملية الحسابية التكرارية، تُستخدم قيمة القدرة الفائضة [[عنفة غازية|للتربينة]]، لتقدير التغير الحادث في سرعة العمود الدوار.
 
'''تسارع عزم الدوران = بالقصور الذاتي لعمود الدوران * العجلة الزاوية لعمود الدوران'''
السطر 611 ⟵ 583:
'''<math>t_{\mathrm{new}}\, </math>''' = '''<math>t_{\mathrm{old}}\, </math>''' + '''<math>{\delta}t\, </math>'''
 
تكون نقطة بداية النموذج المؤقت ذات حالة مستقرة (مثال: عند مستوى سطح البحر).  و يتم إدخال ميل تدفق [[وقود الطائرات|الوقود]] على الزمن، على سبيل المثال، إلى النموذج المؤقت لمحاكاة [[التسارع]] العنيف (التسارع العنيف أو المفاجئ، يحدث عند تحريك رافعة التحكم في القدرة بسرعة، مما يؤدي لخطورة تكون لهب غني بالوقود، إن تم حقن [[محرك نفاث|المحرك]] بالوقود قبل أن يسحب [[ضاغط محوري|الضاغط]] كمية الهواء المناسبة، لتحقيق نسبة الهواء إلى الوقود المناسبة للتشغيل) بالوقود للمحرك (أو التباطئ). في البداية، يتم إجراء حساب النموذج المؤقت عند زمن صفر، مع تدفق مستقر للوقود إلى [[محرك نفاث|المحرك]]، الذي يجب أن يعطي القدرة الفائضة من [[عنفة غازية|التربينة]]، مساوية للصفر. وطبقا للتعريف، يجب أن يعطي أول حساب للنموذج المؤقت، نقطة بداية الحالة المستقر. ثم يتم حساب تدفق [[وقود الطائرات|الوقود]] للزمن الجديد  '''<math>tnew\, </math>'''  من ميل تدفق الوقود، ويستخدم لمراجعة مطابقة [[محرك نفاث|المحرك]] لذلك في حساب العملية التكرارية التالية للنموذج المؤقت. ويتم تكرار هذه العملية حتى تكتمل المحاكاة المؤقتة. 
 
يجب الملاحظة أن النموذج المؤقت المذكور سابقاً هو نموذج مبدئي لحد ما، حيث أنه يأخذ بعين الاعتبار تأثيرات [[عزم القصور الذاتي]]، بينما يهمل تأثيرات أخرى. على سبيل المثال، طبقا للشروط المؤقتة، ليس بالضرورة أن يتساوى تدفق الكتلة الداخل إلى حجم ما (الأنبوب النفاث مثلا) مع تدفق الكتلة الخارج منه، مما يعني أن هذا الحجم قد يتصرف كمجمع أو مخزن أو مفرغ للغاز. بالمثل، يمكن لجزء من هيكل [[محرك نفاث|المحرك]] (جدار [[فوهة دي لافال|الفوهة]] مثلا)، أن يستخرج أو يضيف الحرارة إلى تدفق الغاز، مما سيؤثر على [[درجة حرارة]] التدفق الخارج من هذا الجزء.
 
أثناء التسارع العنيف [[محرك نفاث عنفي|لمحرك نفاث توربيني]] أحادي عمود الدوران، يحيد خط عمل [[ضاغط محوري|الضاغط]] عن خط عمل الحالة المستقرة، ويتخذ مسارا منحنيا نحو نقطة التعطل (نقطة حدوث الضغط الخلفي)، لكنه يعود ببطئ إلى خط الحالة المستقرة، عندما تصل قيمة تدفق [[وقود الطائرات|الوقود]] إلى قيمة أكبر ضمن الحالة المستقرة. أثناء بداية [[جريان الموائع|التدفق]] الزائد [[وقود الطائرات|للوقود]]، يمنع [[قصور ذاتي (فيزياء)|القصور الذاتي]] للعمود الدوار من أن يتسارع بشكل مفاجئ. وبطبيعة الحال، فإن [[جريان الموائع|التدفق]] الزائد للوقود يرف [[درجة حرارة]] الدخول [[عنفة غازية|للتربينة]]  '''<math>RIT\, </math>'''.   حيث أن [[عنفة غازية|التربينة]] تعمل بين مستويين للاختناق (  حلق التربينة وحلق [[فوهة دي لافال|الفوهة]])، تظل نسبة الضغط [[عنفة غازية|للتربينة]]، ونسبة الانخفاض في [[درجة الحرارة]]/درجة حرارة الدخول للتربينة'''<math>\triangle T_{\mathrm{turb}}/RIT\,</math>'''  ثابتة تقريبا. وعندما تزيد درجة حرارة الدخول للتريبنة'''<math>RIT\, </math>، '''يجب أيضا أن يزيد كل من فرق درجات الحرارة خلال التربينة، والقدرة الناتجة من التربينة. وتؤدي هذه القدرة الزائدة [[عنفة غازية|للتربينة]] إلىزيادة ارتفاع درجات الحرارة خلال [[ضاغط محوري|الضاغط]] مما يزيد نسبة الضغط في الضاغط أيضا.   عندما تتغير السرعة المصححه [[ضاغط محوري|للضاغط]]، تميل نقطة التشغيل للتحرك صعودا على طول خط ثبات السرعة المصححه. وبمرور الوقت، يبدأ عمود الدوران [[تسارع|بالتسارع]] وينتهي التأثير المذكور سابقا.
 
أثناء التباطؤ العنيف، يحدث العكس، حيث يتحرك خط العمل المؤقت [[ضاغط محوري|للضاغط]]  أسفل خط الحالة المستقرة.
 
يتشابه السلوك المؤقت لعمل  [[ضاغط محوري|ضاغط]] [[ضغط|الضغط]] المرتفع  [[محرك عنفي مروحي|للمحرك التوربيني المروحي]] مع سلوك [[محرك نفاث عنفي|المحرك النفاث التوربيني]] أحادي العمود الدوار، المذكور سابقا.
 
== برامج الأداء الحاسوبية ==
على مدى السنين، تم تطوير العديد من [[البرمجيات]] لتقدير أداء الأنواع المختلفة من [[محرك نفاث|محرك التربينة الغازية]] عند ظروف العمل عند [[نقطة التصميم]] و خارج التصميم و النقط المؤقتة.   معظم هذه [[البرمجيات]] تستخدم فقط بواسطة المصنعين المختلفين [[محرك الطائرة|لمحركات الطائرات]]، لكن أيضا يوجد العديد من البرمجيات المتاحه للعامه، منها على سبيل المثال
*'''NPSS''' http://www.npssconsortium.org
*'''GasTurb''' http://www.gasturb.de
السطر 633 ⟵ 605:
 
=== حلقات الدفع/الاستهلاك النوعي للوقود ===
 يعرف [[الاستهلاك النوعي للوقود]] (يختصر بالرموز SFC) على أنه النسبة بين تدفق [[وقود الطائرات|الوقود]]/ [[الدفع]] الصافي، و يعتبر عامل مهم يعكس [[كفاءة حرارية|الكفاءة الحرارية]] الكلية (أو [[كفاءة الوقود]]) [[محرك نفاث|للمحرك]].
 
عند خنق [[محرك نفاث|المحرك]]، يحدث تغيير في الاستهلاك النوعي للوقود بالنسبة [[دفع|للدفع]] الصافي، وذلك بسبب التغيرات في دورة المحرك (على سبيل المثال: انخفاض [[نسبة الضغط الكلي]]) و التغيرات في أداء أجزاء [[محرك نفاث|المحرك]].
و عندما يُرسم ذلك بيانيا، يعرف المنحنى الناتج بحلقة [[الدفع]]/الاستهلاك النوعي للوقود. يمكن صنع مجموعة من هذه المنحنيات عند ظروف مستوى سطح البحر أو ظروف يوم مثالي، عند مدى من [[سرعة الطيران|سرعات الطيران]]. و يمكن صنع مخطط هاسك باستخدام هذه المجموعة من المنحنيات.قشر مؤامرة (RHS) يمكن تطويرها باستخدام هذه العائلة من المنحنيات. يرمز لمقياس [[الدفع]] الصافي  <math>Fn/{\delta}\, </math> ، حيث <math>{\delta}\, </math>  هي الضغط المحيط النسبي, في حين ان مقياس الاستهلاك النوعي للوقود يرمز له   <math>SFC/\sqrt{\theta}\, </math> ، حيث <math>{\theta}\, </math> هي [[درجة الحرارة]] المحيطة النسبية.
يمكن استخدام المخطط الناتج لتقدير [[الدفع]] الصافي [[محرك نفاث|للمحرك]] و الاستهلاك النوعي للوقود، عند أي ارتفاع أو [[سرعة الطيران]] و المناخ، على مدى مختلف من اعدادت الخنق.
 
باختيار نقطة على المخطط   يتم حساب [[الدفع]] الصافي على النحو التالي:
 
'''<math>Fn = (Fn/{\delta}) \cdot {\delta}</math>'''
السطر 663 ⟵ 635:
في بعض [[محرك نفاث|المحركات]]، يكون [[الدفع]] الصافي عند [[رقم ماخ]] 1 على سبيل المثال، عند مستوى سطح البحر، أكبر قليلا من [[الدفع]] الساكن. لكن مع زيادة [[رقم ماخ]] عن 1، ومع تصميم مدخل [[محرك نفاث|المحرك]] لسرعة أقل من [[سرعة الصوت]]، تبدأ المفاقيد الناتجة عن [[موجة صادمة|الموجة الصادمة]] (يحدث فقد في [[الضغط]]) بخفض [[الدفع]] الصافي، لكن مع استخدام تصميم فوق سرعة الصوت لمدخل المحرك، يمكن حدوث انخفاض أقل في [[الضغط]] عند المدخل، مما يسمح باستمرار [[الدفع]] الصافي بالزيادة في حالة تخطي [[سرعة الصوت]].
 
يعتمد الانخفاض المؤقت [[دفع|للدفع]] الذي تم وصفه سابقا، على القيمة التصميمية [[دفع|للدفع]] النوعي، و لدرجة ما على كيفية تأثر [[محرك نفاث|المحرك]] بدرجة الحرارة عند المدخل. هناك ثلاثة طرق محتملة لتقييم المحرك، ظهرت بناءا على مخطط هاسك السابق. أول طريقة هي أنه يمكن تقييم [[محرك نفاث|المحرك]] بناءا على [[درجة حرارة]] الدخول [[عنفة غازية|للتربينة]]، و تظهر ذلك على مخطط هاسك بالرمز  '''<math>SOT/{\theta}\, </math>'''. الطريقة الثانية هي أنه يمكن فرض [[سرعة الدوران|سرعة ميكانيكية]] ثابتة لعمود الدوران و يرمز لها على مخطط هاسك   '''<math>N_F/\sqrt{\theta}\, </math>'''. أما الطريقة الأخيرة فهي استخدام سرعة مصححة ثابتة [[ضاغط محوري|للضاغط]]، و تظهر على مخطط هاسك كالتالي  '''<math>N_F/\sqrt{\theta}_T\, </math>'''. إن تغير [[الدفع]] الصافي مع [[رقم ماخ]] للطيران، يمكن رؤيته بوضوح على مخطط هاسك.
 
=== اتجاهات أخرى ===
السطر 680 ⟵ 652:
مرة أخرى، عندما تنخفض درجة الحرارة المحيطة (بسبب زيادة الارتفاع أو برودة المناخ)، يجب أن تنخفض السرعة الدورانية للعمود الدوار أيضا، حتى تبقى على نفس النقطة اللا بُعدية على مخطط هاسك.
 
<span>من خلال تعريف السرعة المصححة [[ضاغط محوري|للضاغط]]، و التي يرمز لها'''<math>N_F/\sqrt{\theta}_T\, </math>،  '''</span>  يجب أن تظل هذه السرعة ثابتة أيصا عند نقطة لا بُعدية معطاه على مخطط هاسك.
 
== تصنيف الأداء ==
السطر 700 ⟵ 672:
يظهر تأثير درجة حرارة الدخول التصميمية على الجانب الأيسر المقابل موضحا في الرسم البياني.
 
يقوم [[محرك نفاث|محرك]] مصمم بدرجة حرارة دخول T1 منخفضة مع تدفق مصحح مرتفع و درجة حرارة دخول مرتفعة [[عنفة غازية|للتربينة]]، بزيادة [[دفع|الدفع]] الصافي عند ظروف درجة الحرارة الدخول المنخفضة T1   (مثال: 0.9 [[ماخ]]، 30000 [[قدم (وحدة قياس)|قدم]]). و مع ذلك، برغم أن درجة حرارة الدخول [[عنفة غازية|للتربينة]] تبقى ثابتة عندما ترتفع T1، يكون هناك انخفاض ثابت في التدفق المصحح، ينتج عنه دفع صافي قليل عند ظروف درجة حرارة الدخول T1 المرتفعة (مثال: 0.9 [[ماخ]] عند مستوى سطح البحر).
 
برغم أن [[محرك نفاث|المحرك]] المصمم على [[درجة حرارة]] دخول T1 مرتفعة، يكون له تدفق مصحح مرتفع عند الظروف المنخفضة لدرجة حرارة الدخول T1، إلا أن درجة حرارة الدخول [[عنفة غازية|للتربينة]] تكون منخفضة مما يؤدي إلى [[دفع]] صافي قليل جدا. عند ظروف T1 المرتفعة فقط، يحدث الجمع بين تدفق مصحح مرتفع و درجة حرارة دخول [[عنفة غازية|للتربينة]] مرتفعة، مما يعطي خصائص دفع جيدة.
السطر 706 ⟵ 678:
و يعتبر التصميم على [[درجة حرارة]] دخول متوسطة (290 [[كلفن]] مثلا)، حلال وسطا بين الحالتين السابقتين.
 
عند ازدياد [[درجة حرارة]] الدخول [[محرك نفاث|للمحرك]] T1 على طول قمة الخط المعبر عن درجة حرارة الدخول [[عنفة غازية|للتربينة]] (كما هو موضح في رسم تأثير درجة حرارة الدخول التصميمية)، سيحدث اختناق [[محرك نفاث|للمحركات]] يؤدي إلى انخفاض في التدفق المصحح و [[نسبة الضغط الكلي]]. و كما هو موضح في الخريطة، حيث يظهر حد مشترك من درجة حرارة الدخول [[عنفة غازية|للتربينة]] T3 لكل من دورات درجة حرارة الدخول للمحرك T1   التصميمية المنخفضة و المرتفعة .و بشكل عام، سيرتبط   حد T3 مع نسبة ضغط مشتركة عند نقطة انكسار خط T3. و برغم أن الخنق سيزداد في كلا الدورتين عند انخفاض T1، إلا أن [[دورة تحريك حراري|الدورة]] ذات درجة الحرارة T1 المنخفضة تستغرق زمن أكبر [[تسارع|للتسارع]] قبل الوصول للسرعة المصححة. و بالتالي، تكون نسبة الضغط التصميمية أكبر في حالة [[دورة تحريك حراري|الدورة]] ذات درجة حرارة الدخول T1   المنخفضة.<ref>"Jet Propulsion" Nicholas Cumpsty ISBN 0 521 59674 2, "Some constraints on combat aircraft engines"pp206-209, fig15.9</ref>
 
== الرموز ==
* '''<math>A\, </math>''': مساحة التدفق.
* '''<math>A_{\mathrm{8calc}}\, </math>''':  مساحة حلق [[فوهة دي لافال|الفوهة]] (نقطة الخنق) الفعالة المحسوبة.
* '''<math>A_{\mathrm{8 des pt}}\, </math>'''  مساحة حلق [[فوهة دي لافال|الفوهة]]الفعالة عند [[نقطة التصميم]].
* '''<math>A_{\mathrm{8 geometricdesign}}\, </math>'''  المساحة الهندسية لحلق [[فوهة دي لافال|الفوهة]].
* '''<math>{\alpha}\, </math>''': [[تسارع زاوي|العجلة الزاوية]] لعمود الدوران.
* '''<math>{\beta}\, </math>''': خطوط متقاطعه مع خطوط السرعة المصححه على خريطة خصائص [[ضاغط محوري|الضاغط]].
مجلوبة من «https://ar.wikipedia.org/wiki/أداء_المحرك_النفاث»