Тийрэлтэт хөдөлгүүрийн тухай ойлголт
Тийрэлтэт хөдөлгүүр нь нисэх болон сансар огторгуйд өргөн хэрэглэгддэг хөдөлгүүрийн системийн нэг төрөл юм. Үүний үндсэн зарчим нь агаарыг урд талаас нь татаж, шахаж, түлштэй хольж, хольцыг шатааж, дараа нь түлхэлтийн хүчийг бий болгохын тулд ар талд нь өндөр хурдтайгаар тэслэхэд оршино. Энэ хөдөлгүүрийн арга нь агаарын хөлөгт өндөр хурд, өндөрт нисэх боломжийг олгодог.
Тийрэлтэт хөдөлгүүрүүд хэрхэн ажилладаг
Тийрэлтэт хөдөлгүүрийн ажиллагааг дөрвөн үндсэн үе шаттайгаар тодорхойлж болно: оролт, шахалт, шаталт, яндан.
- Оролтын хэмжээ : Агаар нь хөдөлгүүрт нэвтрэн орж, компрессор руу чиглэнэ. Оролтын хэсэг нь компрессор руу жигд агаарын урсгалыг хангах зориулалттай.
- Шахах : Дараа нь компрессор доторх хэд хэдэн фенүүдээр агаар шахагдана. Энэ процесс нь агаарын даралт, температурыг нэмэгдүүлдэг. Шахалтын харьцаа буюу компрессороос гарах даралтыг оролтын даралттай харьцуулсан харьцаа нь тийрэлтэт хөдөлгүүрийн гүйцэтгэлийн гол үзүүлэлт юм. Математикийн хувьд шахалтын харьцаа ( \(CR\) ) нь \(CR = \frac{P {exit}}{P {inlet}}\) гэж тодорхойлогддог бөгөөд энд \(P {exit}\) нь даралт юм. компрессорын гарц ба \(P{inlet}\) нь компрессорын оролтын даралт юм.
- Шатаах : Өндөр даралттай агаарыг дараа нь шаталтын камерт түлш (ихэвчлэн нисэхийн керосин) холино. Холимог нь гал авалцаж, хурдан шатаж, өргөсдөг. Энэ процесс нь агаарын температур, эзэлхүүнийг ихээхэн нэмэгдүүлдэг.
- Яндан : Халуун, өндөр даралттай хий нь хөдөлгүүрийн төгсгөлд турбин болон хушуугаар дамжин гардаг. Хийнүүд хөдөлгүүрээс гарах үед тэд хөдөлгүүрийг (болон онгоцыг) урагш хөдөлгөдөг яндангийн тийрэлтэт урсгалыг үүсгэдэг. Энэхүү урагшлах хөдөлгөөнийг тайлбарлаж буй зарчим нь Ньютоны хөдөлгөөний гуравдахь хууль бөгөөд үйлдэл болгонд тэнцүү бөгөөд эсрэг талын урвал явагддаг.
Тийрэлтэт хөдөлгүүрийн төрлүүд
Хэд хэдэн төрлийн тийрэлтэт хөдөлгүүрүүд байдаг бөгөөд тус бүр нь тодорхой хэрэглээ, гүйцэтгэлийн шаардлагад зориулагдсан байдаг.
- Турбожет хөдөлгүүр : Бүх агаар нь хөдөлгүүрийн цөмөөр дамждаг тийрэлтэт хөдөлгүүрийн хамгийн энгийн хэлбэр юм. Турбожет бол хамгийн анхны төрлийн тийрэлтэт хөдөлгүүр бөгөөд өндөр хурдтай, өндөр үр ашигтай байдгаараа алдартай.
- Турбофен хөдөлгүүрүүд : Эдгээр хөдөлгүүрүүд нь урд талд нь том сэнстэй бөгөөд энэ нь үндсэн хөдөлгүүрийг тойрч гарах агаарын хэмжээг нэмэгдүүлдэг. Энэ нь турбофен хөдөлгүүрийг турбо тийрэлтэт хөдөлгүүрээс илүү чимээгүй, түлшний хэмнэлттэй болгодог, ялангуяа хурд багатай, өндөрт ажилладаг. Хөдөлгүүрийн цөмийг тойрч гарах агаарын ба цөмөөр дамжин өнгөрөх агаарын харьцааг тойрч гарах харьцаа гэж нэрлэдэг.
- Турбопроп хөдөлгүүрүүд : Тийрэлтэт хөдөлгүүрийг сэнстэй хослуулдаг. Эдгээр хөдөлгүүрүүд нь бага хурдтай үед үр ашигтай байдаг ба бүс нутгийн жижиг онгоцонд ихэвчлэн ашиглагддаг.
Үйл ажиллагааны зарчим
Тийрэлтэт хөдөлгүүрийн ажиллагааг цаашид импульс хадгалах зарчмаар ойлгож болно. Тийрэлтэт хөдөлгүүрийн үүсгэсэн хүчийг \(T\) тэгшитгэлээр ойролцоогоор тооцоолж болно \(T = \dot{m}(v {e} - v {0}) + A {e}(p {e} - p_{0})\) хаана
- \(\dot{m}\) нь агаарын массын урсгалын хурд,
- \(v_{e}\) нь яндангийн хийн хурд,
- \(v_{0}\) нь онгоцны хурд (эсвэл агаарын анхны хурд),
- \(A_{e}\) нь яндангийн хошууны талбай,
- \(p_{e}\) нь яндангийн хийн даралт ба
- \(p_{0}\) нь орчны даралт юм.
Энэ томъёо нь түлхэц үүсгэхэд яндангийн хурдны (
\(v {e}\) ) ач холбогдлыг онцолж байна. Онгоцны хурдтай (
\(v{0}\) ) харьцуулахад яндангийн хурд өндөр байх тусам үүссэн түлхэлт их болно.
Үр ашиг ба гүйцэтгэл
Тийрэлтэт хөдөлгүүрийн үр ашиг нь түүний гүйцэтгэл, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийн хувьд маш чухал юм. Үр ашгийг түлшний хэмнэлт, дулааны үр ашиг, түлхэлтийн үр ашиг гэх мэт хэд хэдэн аргаар хэмжиж болно.
- Түлшний үр ашиг : Нэгж түлшний зарцуулалтад хэр их хүч гарч байгааг харуулна. Илүү өндөр шахалтын харьцаа, дэвшилтэт материал зэрэг хөдөлгүүрийн дизайны сайжруулалт нь орчин үеийн тийрэлтэт хөдөлгүүрүүдийн түлшний үр ашгийг нэмэгдүүлсэн.
- Дулааны үр ашиг : Хөдөлгүүр түлшний энергийг механик энерги болгон хэр үр дүнтэй хувиргадагтай холбоотой. Энэ нь хөдөлгүүрийн шаталтын явцад хүрч болох хамгийн их температураар тодорхойлогддог.
- Хөдөлгүүрийн үр ашиг : Энэ нь хөдөлгүүр нь үйлдвэрлэсэн эрчим хүчийг онгоцыг хөдөлгөхөд хэр үр дүнтэй ашиглаж байгааг хэмждэг. Турбо сэнс хөдөлгүүр гэх мэт илүү өндөр тойргийн харьцаатай хөдөлгүүрүүд илүү өндөр үр ашигтай ажиллах хандлагатай байдаг.
Сорилт ба инноваци
Тийрэлтэт хөдөлгүүрийн технологи нь дуу чимээг бууруулах, түлшний үр ашгийг дээшлүүлэх, хорт утаа ялгаруулалтыг бууруулах зэрэг сорилтуудтай байнга тулгардаг. Эдгээр сорилтыг шийдвэрлэх инноваци нь илүү өндөр эргэлтийн харьцаатай хөдөлгүүрийг хөгжүүлэх, жинг бууруулахын тулд нийлмэл материал ашиглах, өөр түлшний судалгаа хийх зэрэг орно.
Тийрэлтэт хөдөлгүүрийн технологи тасралтгүй хөгжиж байгаа тул илүү үр ашигтай, нам гүм, байгаль орчинд ээлтэй нисэхийг амлаж байна. Түүний үйл ажиллагааг зохицуулдаг үндсэн зарчмуудыг ойлгох нь сансрын технологийн дэвшлийг үнэлэхэд зайлшгүй шаардлагатай.
