Анімація роботи клапанного пульсуючого повітряно-реактивного двигуна
p-V діаграма циклу Гамфрі
Цикл Га́мфрі (англ. Humphrey cycle ) — прямий газовий ізохорний цикл повного розширення, що описує робочий процес клапанного пульсуючого повітряно-реактивного двигуна . Цей цикл було реалізовано у пульсуючому повітряно-реактивному двигуні німецької крилатої ракети Фау-1 .
Ідеальний цикл Гамфрі складається з таких термодинамічних процесів :
1—2 адіабатичне (ізоентропійне) стиснення робочого тіла за рахунок напору зустрічного потоку повітря (при відкритому клапані);
2—3 ізохоричне нагрівання при згорянні пального у замкнутому об'ємі (при закритому клапані);
3—4 адіабатичне розширення;
4—1 ізобаричне (за сталого тиску) охолодження.
Термічний коефіцієнт корисної дії циклу записується рівнянням:
η η -->
=
1
− − -->
k
π π -->
k
− − -->
1
k
(
λ λ -->
1
/
k
− − -->
1
)
(
λ λ -->
− − -->
1
)
{\displaystyle \eta =1-{\frac {k}{\pi ^{\frac {k-1}{k}}}}{\frac {(\lambda ^{1/k}-1)}{(\lambda -1)}}}
,
де:
k
{\displaystyle \,k}
— показник адіабати ,
π π -->
=
p
2
/
p
1
{\displaystyle \,\pi =p_{2}/p_{1}}
— ступінь підвищення тиску в адіабатичному процесі 1—2,
λ λ -->
=
p
3
/
p
2
{\displaystyle \,\lambda =p_{3}/p_{2}}
— ступінь підвищення тиску в ізохоричному процесі 2—3.
ККД циклу також може бути записаний еквівалентним рівнянням:
η η -->
=
1
− − -->
k
π π -->
k
− − -->
1
k
(
λ λ -->
o
/
π π -->
)
1
/
k
− − -->
1
λ λ -->
o
/
π π -->
− − -->
1
{\displaystyle \eta =1-{\frac {k}{\pi ^{\frac {k-1}{k}}}}{\frac {(\lambda _{o}/\pi )^{1/k}-1}{\lambda _{o}/\pi -1}}}
,
де
λ λ -->
o
=
p
3
/
p
1
{\displaystyle \,\lambda _{o}=p_{3}/p_{1}}
— загальний ступінь підвищення тиску у циклі.
При
π π -->
=
1
{\displaystyle \,\pi =1}
цикл Гамфрі вироджується у цикл Ленуара , за яким працює клапанний пульсуючий повітряно-реактивний двигун у статичному стані (за відсутності напору зустрічного повітря).
Отже, термічний ККД циклу Гамфрі є прямою функцією ступеня стиску
π π -->
{\displaystyle \pi }
та ступеня підвищення тиску
λ λ -->
{\displaystyle \lambda }
при підведенні теплоти по в умовах ізохорного процесу.
Див. також
Джерела