§77. ПРИВЕДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИИ КОМПРЕССОРА
КСТАНДАРТНЫМ АТМОСФЕРНЫМ УСЛОВИЯМ
Всвязи с зависимостью параметров рабочего процесса ком прессора от внешних условий испытания его, проведенные при
разных значениях р а* и Та*, дают результаты, непосредственно не сопоставимые друг с другом. Для того чтобы иметь возмож ность сравнивать данные испытаний одного и того же или не
скольких компрессоров, полученные в разное |
врёмя, |
их приво |
|||||
дят к ст андарт ным |
ат мосферным условиям |
(САУ), |
а именно |
||||
к давлению |
= |
1,033 |
кг/см2 и |
температуре |
Та:* = |
288е абс. |
|
Используемый |
при |
этом |
метод приведения основан на подобии |
||||
режимов компрессора |
при разных внешних условиях |
и заклю |
|||||
чается в следующем. |
|
|
|
|
|
||
Предположим, |
что |
испытание |
компрессора проводится при |
||||
давлении и температуре на входе |
соответственно равных р а* и |
||||||
Та* и на одном из установленных режимов определены: расход
воздуха G, число |
оборотов п, степень |
сжатия ек* , адиабатиче |
|
ский к. п.д. |
и другие необходимые |
величины. |
|
Очевидно, |
что |
режим компрессора, |
подобный рассматривае |
мому, может быть получен и при стандартных атмосферных условиях. Для этого необходимо и достаточно, чтобы в обоих случаях были одинаковыми два параметра подобия, например:
параметры |
оборотов и |
весового |
расхода. |
Из этого условия и |
|||
находится |
приведенное |
число оборот ов ппр |
и приведенный р а с |
||||
х о д воздуха |
Gnp, т. |
е. |
такие |
значения |
п и G, которые |
при |
|
стандартных |
атмосферных |
условиях обеспечивают работу |
ком |
||||
прессора на режиме, подобном установленному при испытаниях. Приравнивая параметры оборотов, получим
V 288 У Т * ’
откуда приведенное число оборотов
( 11.20)
Как видим, при температуре TJ* ниже стандартной приведенное число оборотов превышает замеренное в процессе испытаний и наоборот.
Из равенства параметров расхода
GnPY 288 |
_ |
О У Т ■ |
1,033 |
~ |
р * |
находим приведенный расход воздуха
( 11. 21)
2 5 6
Отсюда следует, что в зависимости от значений Та* и р а* при веденный расход может быть и больше, и меньше фактического. Чем выше температура Тр* и ниже давление р а*, тем больше Gnp.
Аналогичным образом приводятся к стандартным атмосфер ным условиям и остальные параметры рабочего процесса ком-
Рис. 132. Приведенные характеристики осевого компрессора
прессора. Например, для приведенной внутренней мощности будем иметь
|
|
1,033, |
/~288 |
М, |
лр |
М* Ра* V |
( 11. 22) |
|
Т * |
Что касается степени сжатия и к. п.д. компрессора, то они не нуждаются в приведении, потому что сами являются параметра ми подобия.
17 А. Г. Мамиконов и др. |
257 |
Заметим, что формулы приведения могут использоваться для решения не только прямой, но и обратной задачи, а именно для определения того числа оборотов п и расхода воздуха О, на которых должен испытываться компрессор при данных значениях
р * и |
чтобы его режим работы был подобен режиму при |
САУ. |
Необходимость в решении подобной задачи может воз |
никнуть, например, при приемке компрессора, когда проверяется его соответствие техническим условиям. Дело в том, что в тех нических условиях расход воздуха, степень 'сжатия и к. п. д. указываются применительно к САУ, а испытания приходится
проводить при любых значениях р а* |
и Т Этим и определяется |
необходимость вычисления п и G, |
на которых должны прове |
ряться предусмотренные техническими условиями е* и t\*adK .
Из формул приведения также видно, что все приведенные вели чины пропорциональны соответствующим параметрам подобия и, следовательно, сами входят в число последних. Поэтому приведен ные величины часто используются в качестве аргументов для по строения универсальных характеристик компрессора. Эта разновид ность универсальных характеристик получила в настоящее время наиболее широкое распространение и может быть названа приве денными характеристиками (рис. 132). Следует отметить, что при веденные характеристики являются одновременно нормальными ха рактеристиками компрессора при стандартных условиях на входе в него.
ГЛАВА ДВЕНАДЦАТАЯ
НЕУСТОЙЧИВАЯ РАБОТА И РЕГУЛИРОВАНИЕ КОМПРЕССОРА
§ 78. РАБОТА КОМПРЕССОРА СОВМЕСТНО С СЕТЬЮ. ПРИНЦИПЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ КОМПРЕССОРА
В условиях эксплуатации на' авиационном двигателе или стацио нарной установке компрессору приходится работать лишь на огра ниченном числе режимов, зависящих от свойств присоединенной к нему сети.
Возможные режимы совместной работы компрессора и сети определяются характеристикой последней, под которой пони
мается зависимость |
между давлением- p k* |
на входе в сеть и |
расходом воздуха |
через нее.1 Очевидно, |
что при прочих рав |
ных условиях с ростом р ,*■ расход через сеть будет непрерывно
1 При данном противодавлении на выходе из сети.
2 5 8
увеличиваться. Степень этого увеличения может быть различ ной и зависит от типа сети. Чем больше сопротивление сети (меньше площадь проходного сечения, больше гидравлические потери и т. п.), тем выше должно быть давление p k* для обес печения данного расхода. Поэтому с ростом сопротивления сети
крутизна.ее характеристики |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
увеличивается (рис. 133). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
При |
данном |
значении |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
давления |
р а* |
на |
входе |
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
компрессор давление р * на |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
характеристике сети можно |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
заменить |
однозначно с ним |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
связанной степенью сжатия |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
компрессора еЛ*. Благодаря |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
такой |
замене |
характери |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
стики |
сети |
и |
компрессора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
окажутся |
построенными |
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
одних |
и |
тех |
же координа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
тах, что позволит путем |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
простого |
их |
совмещения |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
(рис. 134) найти |
возмож |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ные |
равновесные |
режимы |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
работы |
компрессора. |
Эти |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
режимы определяются точ |
Рис. 133. Характеристики сети |
|
||||||||||||||
ками |
пересечения |
рассма |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
триваемых характеристик (а, Ь, |
с и т. |
д.), |
поскольку |
в |
ука |
|||||||||||
занных |
точках |
сеть |
потребляет |
такое |
же количество воздуха, |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
какое ' подает |
компрессор, и |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
одновременно |
равны давления |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
перед |
сетью |
и на выходе из |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
компрессора. Из изложенного |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
следует, что компрессор с при |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
соединенной |
к |
нему |
сетью |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
может при данном числе обо |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ротов работать только на един |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ственном расходе, определяе |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мом |
характеристикой |
сети. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Чем |
больше |
сопротивление |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сети, |
тем |
меньше |
и расход |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
воздуха. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если компрессор |
работает |
||||||
Рис. |
134. |
Режимы |
совместной |
работы |
в системе ТРД , то в этом част |
|||||||||||
|
|
компрессора и сети |
|
ном случае |
сеть |
представляет |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
собой |
совокупность |
|
камеры |
||||
сгорания, |
газовой турбины |
и реактивного сопла. Пропускная спо |
||||||||||||||
собность |
такой сети |
обычно определяется сопловым аппаратом |
||||||||||||||
турбины. |
При |
сверхкритических |
перепадах |
давления |
в сопло |
|||||||||||
вом |
аппарате |
(а также докритических |
перепадах |
в |
этом |
эле |
||||||||||
17* |
259 |
менте и сверхкритических перепадах в реактивном сопле), имеющих наибольшее практическое значение, и прочих равных условиях расход газа через него изменяется пропорционально давлению pk* (степени сжатия &к*). Поэтому у рассматриваемой
сети характеристика, |
как |
правило, |
имеет |
вид |
прямой |
линии |
|||||
(рис. 135). Пропускная способность сети ТРД |
зависит, кроме |
||||||||||
давления рк*, |
также |
от температуры Т * . перед |
турбиной. По |
||||||||
вышение Tz* приводит к уменьшению удельного веса |
газа и, |
||||||||||
как |
следствие, к снижению расхода воздуха |
черёз |
сеть, т. е. |
||||||||
|
|
|
|
|
равносильно |
увеличению |
|||||
|
|
|
|
|
сопротивления сети. По |
||||||
|
|
|
|
|
этому чем |
выше Тг*, тем |
|||||
|
|
|
|
|
круче |
протекает |
харак |
||||
|
|
|
|
|
теристика сети (рис.135). |
||||||
|
|
|
|
|
Значение |
температу |
|||||
|
|
|
|
|
ры Т2* на любом рав |
||||||
|
|
|
|
|
новесном |
режиме работы |
|||||
|
|
|
|
|
двигателя |
должно отве |
|||||
|
|
|
|
|
чать |
требованию |
балан |
||||
|
|
|
|
|
са |
мощностей |
турбины, |
||||
|
|
|
|
|
компрессора |
и |
вспомо |
||||
|
|
|
|
|
гательных агрегатов. По |
||||||
|
|
|
|
|
этому в случае ТРД с |
||||||
|
|
|
|
|
нерегулируемым реактив |
||||||
|
|
|
|
|
ным соплом каждому чи |
||||||
|
|
|
|
|
слу |
оборотов |
соответ |
||||
Рис. |
135. Линия рабочих режимов компрессора |
ствует |
вполне |
опреде |
|||||||
|
|
ТРД |
|
|
ленная |
температура пе |
|||||
|
|
|
|
|
ред турбиной, а следо |
||||||
вательно, и |
определенный |
расход |
воздуха. |
Как |
показывают |
||||||
анализ и расчеты, у такого двигателя при уменьшении п темпе
ратура |
Т * |
вначале снижается, а затем начинает возрастать, в |
связи |
с чем |
характеристика его сети (она называется линией |
рабочих режимов двигателя) имеет примерно такой вид, как показано на рис. 135 жирной линией [31]. Чем больше площадь минимального сечения реактивного сопла, тем ниже распола гается линия рабочих режимов, что объясняется уменьшением при этом сопротивления сети (из-за снижения Т * ).
•Регулирование компрессора имеет своей общей задачей получе ние необходимых для цотребителя сочетаний расхода воздуха, сте пени сжатия и к. п. д. Одной из частных задач регулирования может являться также предотвращение помпажа. Указанные задачи ре шаются путем воздействия как на сам компрессор, так и на присое диненную к нему сеть.
К числу способов регулирования, связанных с воздействием на компрессор, относятся: 1) регулирование числа оборотов, достигае мое за счет изменении числа оборотов источника энергии; при дан ной характеристике сети этот способ регулирования приводит к од-
ЭбО
| 2014 biblioonline ru |