Главная Обратная связь

Дисциплины:






Характеристика потерь полного давления.



Источником гидравлических потерь являются препятствия, повороты, вязкость газового потока, смешение потока, т.к. наибольшая часть потерь в КС – чисто гидравлические потери, и так как по числу Рейнольдса КС в рабочей зоне находится в области автомодельности, то гидравлическую характеристику можно представить в виде:

А2-пропускная способность

Т.к. доля тепловых потерь в КС невелика по сравнению с гидравлическими, то данная формула может быть использована для суммарной сигма КС.

Определение суммарной сигма КС:

Срывные и пусковые характеристики камеры сгорания.

Срывные характеристики – это зависимость (характеристика по бедному срыву) или (характеристика по богатому срыву), значение коэффициента избытка воздуха при котором прекращается горение, то есть происходит срыв пламени в КС от скорости потока воздуха на входе в КС. При постоянных значениях давления и температуры на входе в КС.

 

Пусковая характеристика.

Это зависимость значений, при котором возможно воспламенение смеси в КС от величины скорости при постоянных значениях Tи Pна входе в КС.

1 – область богатого срыва

2 – граница бедного срыва при подаче топлива в КС через центробежную форсунку

3 – граница бедного срыва при подаче топлива в КС через испарительный элемент

4 – граница пусковой области КС
Вопрос 7. Характеристики турбины

Можно представить в виде

С увеличение возрастает и растут скорости . До точки А работа возрастает за счет роста согласно формуле . На участке АВ возрастание происходит за счет расширение газа в косом срезе СА. Дальнейшее увеличение не приводит к росту скорости в СА, а дальнейшее увеличение работы линии ВС будет происходить за счет увеличение скорости из-за расширения газа в косом срезе РК. В точке С полностью исчерпается расширяющая способность косого среза РК.

В точке С и достигает своего мах значения, происходит запирание турбины по работе запас турбины по работе величина которого определяет возможность регулирования ее работы, доводки на этапе доводочных работ при изменении путем изменения площади второго критического сечения турбины.

Если турбина охлаждаемая, то при расчетах необходимо учитывать влияние охлаждения на КПД, следовательно вводится понятие эффективной глубины охлаждения лопатки

 


Вопрос 8. Регулирование турбин.

2 способа:

1. Геометрическое регулирование (Поворот лопаток)

2. Многокаскадность

При геометрическом регулировании поворот лопаток СА на 1° приводит к изменению пропускной способности турбины на 2-3%. При этом кпд турбины существенно не изменяется до углов поворота ±5°, а затем резко падает.



Регулирование СА первой ступени никогда не применяется при работе. Данный способ используется только при сборке и отладке двигателя. На практике используют регулирование лопаток турбины 2-го критич. сечения. (силовой турбины)

Многокаскадность.

При делении на 2 каскада турбина высокого давления при избытке мощности разгоняется и выводит ΔКВД в нужное положение. ТНД при этом тормозится и тормозит КНД соответственно улучшая его Δ

‘ – при падении πт
(*)
Турбина

Компрессор

‘ – при падении πт

На нерасчетных режимах на турбине снижается перепад давлений, падает плотность, → площадь F4, выбранная для расчетного режима становится слишком большой, вследствие чего происходит перераспределение перепадов по ступеням, изменяется Δскоростей → углы атаки. Из (*) → что при F3и F4=const, с понижением πт будет изменяться соотношение , при этом будет снижаться быстрее чем . Наибольшее изменение осевых скоростей происходит на последней ступени, наименьшее – на первой. Это приводит к тому, что углы атаки на первых ступенях изменятся несущественно или вообще не изменятся, а на последних ступенях Δ становится компрессорным. И таким образом восстановление оптимальных углов атаки на ступени ВД и НД достигается путем изменения частоты их вращения относительно друг друга. При этом потребность в снижении частоты вращения КНД совпадает с потребностью снижения частоты вращения ТНД. А на КВД и ТВД необходимо увеличить частоту соответственно разбив турбину по каскадам.

 


Вопрос 9. Характеристики выходных устройств.

Выходные устройства:

  1. Стационарные
  2. Авиационные

1. Стационарные: затурбинный диффузор

Конструктивно возможно 2 варианта выполнения затурбинных диффузоров.

1ый лучше

 

n=3 – число стоек

  1. Выходные устройства авиационных двигателей.

Они же реактивные сопла, включают в себя переходник, узлы реверсирования (отклонение вектора тяги), элементы шумоглушения, элементы конструкции, служащие для плавного сопряжения с элементами мотогандолы, система подачи воздуха для охлаждения. Основное назначение раективного сопла – преобразование тепловой и потенциальной энергии в кинетическую энергию вытекающей струи с min потерями. Является силовым элементом конструкции двигателя. Воспринимает радиальные и осевые нагрузки, возникающие от массовых и газовых сил при эксплуатации.

По конструкции делятся:

  1. Сопла Лаваля
  2. Сопла с центральным телом
  3. Ижекторные сопла
  4. Суживающиеся сопла
  5. Сопла с косым срезом

Сопло Лаваля:

1 – первичные створки для регулирования критического сечения

2 – вторичные створки для регулирования степени понижения сопла

3 – внешние регулируемые створки

4 – обечайка

5 – обтекатель гондолы

Параметры, характеризующие сопла:

  1. Коэффициент расхода , Gг отличается от Gг.теор: потери скорости в пограничном слое и неравномерности потока.
  2. Коэф. Тяги

Идеальное: расширение в сопле происходит без потерь, отсутствуют скачки уплотнений и нет вязкостного трения.


Вопрос 10. Совместная работа элементов ГТД. Система уравнений, описывающая рабочий процесс ТВЛД со свободной силовой турбиной

Описание работы газогенератора:

1) Уравнение материального баланса

2) Уравнение расхода через 2ое критическое сечение

3) и 4) Уравнения термодинамики

5) Уравнение теплового баланса в КС

6) Уравнение энергетического баланса

7) 8) Характеристики компрессора

9)

10)

11) Уравнение баланса частот

12)

13)

Для силовой турбины:


Вопрос 11. Вывод уравнения ЛРР ТВЛД.

Геометрическое место точек на характеристике компрессора, нахождение из которого является решением системы уравнений 1-13, называется линией рабочих режимов. Построение линии рабочих режимов – основа расчёта характеристик двигателя. Вид характеристик может меняться в зависимости от способа регулирования и закона регулирования, реализуемого в данном двигателе. Однако при любом регулировании необходимо, чтобы при всех внешних условиях на каждом расчётном режиме работы двигателя устанавливалось бы такое равновесное сочетание параметров, при котором удовлетворялись условия совместной работы ГТД, т.е. соответствовало решению системы 1-13.

Для построения линии рабочих режимов применяются допущения:

1. 2.

3.

4. ;5.

Турбина работает на критическом перепаде. Проточная часть геометрически не регулируется.

Распишем уравнение 4:

При отсутствии значения

В области рабочих режимов при нерегулируемых СА и при отсутствии дожигания между силовой турбиной и турбиной компрессора Если , то ;

Турбина газогенератора в области рабочих режимов в 1 рабочей точке, при условии чтобы оба сопловых аппарата работали на критических теплоперепадах. Это показывает числитель из системы уравнения 1-13 уравнения 9 и 10. Таким образом с учётом всех принятых допущений получаем систему уравнений для вывода уравнения линии рабочих режимов.

1.

2.

3. 4.

Выразим и подставим в уравнение 2 Система уравнений (*), (**), 3,4 замыкаются и становятся решаемы, если появляется одно или несколько условий, связывающих основные параметры с внешними условиями, т.е. задаются закон регулирования.


Вопрос 12. Влияние геометрических параметров двигателя на положение ЛРР (одно- и 2х-каскадных) (Влияние регулирования IиII критических сечений на положении линии рабочих режимов).

Предположительный закон регулирования , . При регулировании площади СА происходит смещение линии рабочих режимов раскрытие СА приводит к росту газогенератора. Что приводит к росту мощности турбины газогенератора и к росту частоты вращения турбокомпрессора.

При законе регулирования регулятор оборотов снижает подачу топлива для восстановления баланса мощностей при этом падает линия рабочих режимов смещается вниз, при результат обратный.

Такой способ изменения площади II критического (после СА) сечения используется в системе управления двигателем для реализации оптимального процесса регулирования.

Изменение площади газогенератора.

При раскрытии площади СА газогенератора, , при необходимо увеличить , линия рабочих режимов сместиться к линии помпажа.

Влияние .

Увеличение приводит к падению , росту , линия рабочих режимов смещается в сторону помпажа.

Снижение приводит к росту , уменьшается, линия рабочих режимов смещается вниз.





sdamzavas.net - 2018 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...