Рабочие режимы и запас устойчивости компрессора в системе ГТД

При определении характеристик компрессора на стенде можно получить почти все возможные режимы работы компрессора. При работе компрессора в системе ГТД той .или иной схемы реализует­ся лишь часть этих возможных режимов, занимающая некоторую область в поле характеристики компрессора — область рабочих ре­жимов. Значения и , соответствующие какому-либо конк­ретному рабочему режиму, изображаются на характеристике комп­рессора рабочей точкой. Важное значение в теории ГТД имеют рабочие точ­ки, соответствующие установившимся режимам работы двигателя, т. е. постоянным во времени значениям частоты вращения, подачи топлива и других параметров и факторов, которые могут влиять на работу элементов двигателя.

Для большинства схем авиационных ГТД каждому значению приведенной частоты вращения на установившихся режимах соот­ветствует только одна рабочая точка. Соединив такие ра­бочие точки, относящиеся к различным значениям , получим ра­бочую линию(линию рабочих режимов). Таким образом, рабочая линия представляет собой совокупность всех установившихся ре­жимов работы компрессора в системе конкретного ГТД.

Форма и расположение рабочей ли­нии в поле характеристики компрессо­ра зависят от расчетных параметров компрессора, типа двигателя и усло­вий ("закона") его регулирования. Спо­собы ее построения будут рассмотрены ниже. Для примера на рис. 5.20 показано типичное располо­жение рабочей линии на характеристи­ке нерегулируемого компрессора (с вы­сокой расчетной степенью повышения давления), работающего в системе ТРД. Как видно, в этом случае рабочая линия пересекает гра­ницу устойчивой работы компрессора в двух точках н и в. Первая из них ле­жит в области значений , меньших расчетного, и поэтому соответствую­щее ей нарушение устойчивой работы компрессора называется “нижним срывом”. Неустойчивая работа компрессора в системе двигателя, соответтвующая точке в, “верхним срывом”. (Конкретные формы потери устойчивости этими терминами не опре­деляются). У компрессоров с ма­лыми расчетными значениями нижний срыв обычно отсутствует.

Удаленность рабочей точки от границы устойчивой работы предоставляет собой запас, который имеется в данной рабочей точке (при данном значении ) по отношению к возможному смещению её положения или положения границы устойчивости, при котором устойчивая работа компрессора еще не будет нарушена. Количественную оценку этого запаса принято производить следующим образом.

Если и есть степень повышения давления и приведенный расход воздуха в рабочей точке, а и — то же на границе устойчивости при том же значении , то отношение

(5.8)

называется коэффициентом устойчивости компрессора, а величина

% , (5.9)

(определяемая в процентах), называется запасом устойчивости.

.

При расчетном значении приведенной частоты вращения запас устойчивости ком­прессора в авиационных ГТД обычно составляет не менее 15 … 20%.