O. Lutz

Die analytische Behandlung der gasdynamischen Vorgänge in Brennkammern und Staustrahltriebwerken ist umständlich und führt zu unübersichtlichen Formeln, hervorgerufen durch die unhandliche Intregationsform der Strömungsgleichung pw = - d p/d w, wenn Dichteänderungen nicht mehr vernachlässigt werden dürfen. Es ist bekannt, daß die Darstellung im Druck-Geschwindigkeits-Diagramm (p, w-Diagramm) für gasdynamische Vorgänge wesentliche Vorteile und gute Anschaulichkeit bringt. Nachstehend wird gezeigt, daß sich das p, w Diagramm besonders gut zur Behandlung der Vorgänge in Brennkammern und Staustrahltriebwerken eignet und daß damit eine außerordentliche Klarheit der Darstellung und Behandlung dieser Vorgänge - welche durchaus noch nicht Allgemeingut der Ingenieure sind - gewonnen wird. Von den bekannten Grundeigenschaften des p, w-Diagramms ausgehend (Abschnitt 1) wird zunächst eine zweckmäßige "Normierung" - dimensionslose Darstellung - durchgeführt. Mit dieser Normierung werden die Beziehungen bei Wärmezufuhr sehr einfach, die Zustandswerte lassen sich in das Diagramm aufnehmen (Abschnitt 2), wobei der kritische Zustand, der die Wärmezufuhr begrenzt - und bislang wenig beachtet wurde -, besonders sinnfällig wird. Betrachtungen über die bei Wärmezufuhr notwendige Verzerrung des Diagramms führen zur einfachen Ermittlung des gasdynamischen Druckverlustes, ohne daß die Verzerrung vollzogen werden müßte (Abschnitt 3). Die Anwendung auf zylindrische Brennkammern einerseits, auf erweiterte andererSei~.s gibt klare Aussagen über beide Möglichkeiten und zeigt die Uberlegenheit der zylindrischen Brennkammern mit Einlaufdiffusor (Abschnitt 4). Die zvlindrische Brennkammer mit Einlaufdiffusor stellt gleichzeitig das Staustrahltriebwerk mit maximaler Schubziffer dar (Abschnitt 5), wie mit den vorab gewonnenen Ergebnissen schnell bewiesen werden kann. Die Schubziffer stellt sich als Verhältnis zweier Strecken im Diagramm dar und kann unmittelbar abgegriffen werden. - Auch die Zustandsänderungen in einer etwaigen Enddüse können durch einfache Transformationen auf der normierten p, w-Kurve abgelesen werden (Abschnitt 6). Der gerade Verdichtungsstoß (Abschnitt 7) läßt sich durch die Verzerrungsmethode ebenfalls anschaulich ermitteln. Für die verschiedenen Ausführungsformen des Staustrahlrohres ergeben sich übersichtliche Grenzwerte (Abschnitt 8), und schließlich läßt Eic:1. auch der Gesamtwirkungsgrad des Staustrahltriebwerkes aus dem Diagramm entnehmen (Abschnitt 9). Für Mischungsvorgänge wird der optimale Mischdruck abgeleitet, der sich ebenfalls durch Verzerrung der Ausgangsadiabaten einfach darstellen läßt (Abschnitt 10). Zum Schluß wird das Druck-Volumen-Diagramm betrachtet, mit dem die wahren thermodynamischen Größen berücksichtigt werden können (Abschnitt 11).

WGL-Tagung, Augsburg, 1955

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 14 Seiten

Jahrbuch der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Luftfahrt, 1955; S.252-265; 1955; Braunschweig : Vieweg

NA

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1956