Цикл Хамфри
Цикл Хамфри представляет собой термодинамический цикл, аналогичный циклам импульсно-детонационного двигателя и импульсно-компрессионной детонационной системы . Его можно рассматривать как модификацию цикла Брайтона , в которой процесс подвода тепла при постоянном давлении в цикле Брайтона заменяется процессом подвода тепла при постоянном объеме. [1]
Следовательно, идеальный цикл Хамфри состоит из 4 процессов:
- Обратимое, адиабатическое ( изоэнтропическое ) сжатие поступающего газа. На этом этапе поступающий газ сжимается, обычно с помощью турбомашин . Давление и температура застоя увеличиваются из-за работы, совершаемой компрессором над газом. Энтропия неизменна. Статическое давление и плотность газа увеличиваются.
- Подведение тепла при постоянном объеме. На этом этапе добавляется тепло, в то время как газ поддерживается в постоянном объеме. В большинстве случаев двигатели с циклом Хамфри считаются открытыми циклами (что означает, что воздух проходит через них непрерывно), что затрудняет поддержание «постоянного объема» во время подвода тепла. Следовательно, вместо дефлагративного пламени, которое обычно используется в циклах Брайтона (подведение тепла при постоянном давлении), режим горения является детонационным. При детонационном подвод тепла происходит только для небольшого сектора объема премикса (в затрубном пространстве камеры сгорания) при постоянном объеме, а остальные секции дозаполняют камеру свежим поступающим премиксом. Этот метод обеспечивает непрерывный поток в системе и в то же время обеспечивает псевдопостоянный объем, необходимый для процесса подвода тепла.
- Обратимое адиабатическое (изоэнтропическое) расширение газа. На этом этапе поступающий газ расширяется, обычно с помощью турбомашины . Застойное давление и температура снижаются за счет работы, извлекаемой из газа турбиной. Энтропия неизменна. Статическое давление и плотность газа уменьшаются.
- Отвод тепла при постоянном давлении. На этом этапе от рабочей жидкости отводится тепло, в то время как жидкость остается под постоянным давлением. В двигателях открытого цикла этот процесс обычно представляет собой выброс газа из двигателя, где он быстро выравнивается с давлением окружающей среды и медленно отдает тепло атмосфере, которая считается бесконечно большим резервуаром для хранения тепла с постоянными давлением и температурой. .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Хейзер, У.Х. и Пратт Д.Т. «Анализ термодинамического цикла импульсно-детонационных двигателей», Journal of Propulsion and Power , Vol. 18, № 1, январь-февраль 2002 г.