Материал: Мамиконов А.Г. Теория авиационных компрессоров и газовых турбин [учебник]

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

§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

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/124709

Смотрите также:

2014 biblioonline ru