Характеристика компрессора. Характеристика турбины. Лекция 3
Потери в лопаточных машинах Баланс раcхода через ступень Баланс мощности Компрессора
Потери в лопаточных машинах Работа, затрачиваемая на сжатие единицы массы воздуха в ступени компрессора с учетом всех газодинамических потерь складывается из: - теоретической работы ступени - потерь в радиальном зазоре - потерь на трение в межлопаточном канале Работа, генерируемая турбиной для единицы массы газа в ступени с учетом всех газодинамических потерь складывается из: -теоретической работы ступени -потерь в радиальном зазоре - потерь на трение в межлопаточном канале
коэффициент полезного действия Для компрессора полезным эффектом считается изоэнтропическая работа сжатия по параметрам торможения Целесообразность применения этой формулы связана с тем, что она однозначно определяется основными параметрами компрессора: - степень повышения давления по полным параметрам - - полная температура воздуха на входе в компрессор - Основным параметром, характеризующим эффективность авиационного ГТД является изоэнтропический коэффициент полезного действия по параметрам торможения:
коэффициент полезного действия Для турбины полезным эффектом считается изоэнтропическая работа расширения по параметрам торможения: Целесообразность применения этой формулы связана с тем, что она однозначно определяется основными параметрами турбины: - степень расширения газа на турбине - полной температурой газа перед турбиной Основным параметром, характеризующим совершенство турбины, является изоэнтропический коэффициент полезного действия по параметрам торможения:
Газодинамические функции Преобразование уравнения теплосодержания позволило получить выражение: Правая часть выражения представляет собой газодинамическую функцию Соотношения изменения давлений и плотностей для изоэнтропически заторможенного потока позволяют ввести в рассмотрение функции
Газодинамические функции , Уравнение неразрывности Умножаем последнее выражение на Если ввести в рассмотрение газодинамическую функцию уравнение расхода газа преобразуется к виду
Газодинамические функции
Характеристика компрессора Зависимости представляют собой характеристику компрессора и определяются экспериментально на стендах Характеристика компрессора является наиболее адекватной одномерной математической моделью, используемой для моделирования динамики двигателя
Характеристика компрессора На экспериментальном стенде независимо изменяют: - расход воздуха через компрессор с помощью дроссельной заслонки 3; - частоту вращения компрессора 1 электродвигателем 2.
Характеристика компрессора Порядок построения характеристики компрессора : • Задаем режим работы компрессора – частоту вращения ротора - n • Измеряем параметры торможения в сечении замера расхода воздуха • Вычисляем степень сжатия компрессора • Вычисляем приведенную частоту вращения ротора компрессора • Вычисляем приведенный расход воздуха • • • Вычисляем коэффициента полезного действия компрессора
Характеристика компрессора Оценка приведенного расхода воздуха при построении характеристики компрессора приведенная скорость определяется в виде Полное и статическое давления измеряются в определенном сечении двигателя Для подобных потоков воздуха должно выполняться условие Если подставить формулу физического расхода в последнее выражение получим: Изменяя значения приведенной частоты вращения можно получить характеристику компрессора, измеряя степень сжатия компрессора и оценивая приведенный расход воздуха через компрессор.
Характеристика компрессора На характеристике представлены напорные кривые Кривая Г-Г – граница устойчивой работы компрессора О-О – линия оптимальных (ηmax) ЛРР – линия рабочих режимов, обеспечивающая больший запас устойчивости компрессора В-В – линия запирания по входу компрессора З-З – линия запирания по выходу компрессора Мера близости режима работы компрессора к границе помпажа (граница устойчивой работы компрессора) оценивается запасом устойчивой работы Принятый запас устойчивости составляет ~ 20%(± 5%)
Характеристика компрессора Помпаж
Характеристика турбины Зависимости представляют собой характеристику турбины и определяются экспериментально на стендах Характеристика турбины является наиболее адекватной одномерной математической моделью, используемой для моделирования динамики двигателя
Характеристика турбины 1, 3 – заслонки, устанавливающие требуемое давление перед турбиной 4 – мерное сопла для измерения расхода газа 5, 9 – измерение температур торможения до и после турбины 12 - - полное давление перед турбиной 17 – датчик частоты вращения
Характеристика турбины Последовательность снятия характеристики турбины. Для выбранного числа оборотов n –турбины измеряют: - температуру рабочего тела перед и после турбины - перепад давления в мерном сопле и статическое давление перед мерным соплом - коэффициент расхода - экспериментальный коэффициент, учитывающий расширение струи - давление торможения перед турбиной - давление торможения - статическое давление за турбиной M - крутящий момент на турбине
Характеристика турбины Вычисляются: - мощность турбины Характеристика турбины представляется в виде зависимостей Или
Характеристика турбины
Скачать презентацию Характеристика компрессора Характеристика турбины Лекция 3 Потери
ДИНАМИКА ПРОЦЕССОВ ГТД Лекция 3 2012.pptx