Уравнение рабочее линии

РАБОЧИЕ ЛИНИИ НА ХАРАКТЕРИСТИКЕ КОМПРЕССОРА ОДНОВАЛЬНОГО ГАЗОГЕНЕРАТОРА

Уравнение рабочее линии

Как было установлено на прошлой лекции, для одновального газогенератора, работающего при , из условия баланса расходов следует, что , где А – константа, а из условия баланса мощностей следует, что = В , где В – также константа. Тогда, выразив из второго из этих уравнений величину и подставив её в первое, получим: , (30.1)

где С= также константа.

Рис. 30.1.

Уравнение (30.1) содержит только величины, характеризующие режимы работы компрессора, а константа С может быть найдена по параметрам компрессора в какой-либо одной заданной (расчетной) точке на его характеристике (например, в точке р – рис. 30.1).

Следовательно, если имеется характеристика компрессора одновального ГГ (нерегулируемого или регулируемого и на ней задана одна расчетная точка, то, используя уравнение (30.1), можно на этой характеристике найти геометрическое место точек, удовлетворяющих уравнению (30.1), т.е. рабочую линию. Таким образом, уравнение (30.1) представляет собой уравнение рабочей линии на характеристике компрессора одновального газогенератора при .

Важно подчеркнуть, что эта рабочая линия не изменяет своего расположения при любых изменениях атмосферных условий, скорости, полета и частоты вращения ротора двигателя. Изменение этих величин повлияет только на расположение рабочей точки на рабочей линии.

Влияние на положение рабочей линии (при )расчетного значения .

Запишем уравнение неразрывности для сечений на входе и на выходе из камеры сгорания

.

Учитывая, что и что значение практически пропорционально , которое, как уже отмечалось, сохраняет почти неизменное значение, будем иметь

. (30.2)

Поскольку форма и положение рабочей кривой на характеристике компрессора не зависят от условий полета, рассмотрим частный случай. Пусть изменение приведенной частоты вращения компрессора ГГ происходит за счет увеличения скорости полета при постоянной физической частоте вращения. В этом случае (т.е. при ) температура газа перед турбиной, как показывают расчеты, будет меняться незначительно. А тогда с ростом скорости полета и, соответственно с ростом температуры будут наблюдаться (применительно к осевому компрессору):

а) снижение приведенной частоты вращения ;

б) рост температура воздуха за компрессором ;

в) рост (в соответствии с формулой (30.2)) ;

г) рост осевой скорости воздуха в последней ступени компрессора (поскольку растет как , так и );

е) рост коэффициента расхода в последней ступени компрессора , поскольку при имеем и .

Такой же результат будет наблюдаться и при снижении приведенной частоты вращения в любом другом случае. Таким образом, при снижении приведенной частоты вращения газогенератора (по сравнению с расчетной) коэффициент расхода в последней ступени его компрессора всегда увеличивается (независимо от расчетного значения ), т.е. последняя ступень всегда переходит на режим с отрицательными углами атаки.

А что будет происходит при этом в остальных ступенях?

Изучая характеристики компрессоров, мы уже говорили о том, что при снижении приведенной частоты вращения ступени в многоступенчатом компрессора рассогласовываются. Если, например, режим работы средних ступеней сохраняется близким к оптимальному, то первые ступени переходят на пониженные коэффициенты расхода (с повышенными углами атаки) а последние – на повышенные коэффициенты расхода (с пониженными и даже отрицательными углами атаки). И такое рассогласование происходит тем в большей мере, чем больше расчетное значение .

Поэтому, если компрессор ГГ имеет малое значение (например, 3…4), то его ступени рассогласовываются не очень сильно, и поэтому при увеличении коэффициенты расхода в остальных ступенях тоже увеличиваются, хотя и в меньшей мере. Рабочие точки (на рабочей кривой) располагаются (при пониженных ) в этом случае правеелинии оптимальных режимов, ближе к границе запирания компрессора по выходу, а запас устойчивости растет.

Если же компрессор ГГ имеет высокое значение (например, 8), то его ступени рассогласовываются существенно сильнее. И поэтому при увеличении (при снижении ) коэффициенты расхода в последних ступенях увеличиваются (как и при малых значениях ), но при этом в первых ступенях они значительно уменьшаются, углы атаки в них возрастают и поэтому рабочие точки смещаются (у нерегулируемого компрессора) в сторону запаса устойчивости вплоть до возникновения срыва или помпажа.

Сказанное может быть проиллюстрировано рис 30.2, где показано изменение положения рабочей линии и границы устойчивой работы нерегулируемых компрессоров (в относительных координатах) при увеличении от 4-х до 8-ми. По вертикали здесь отложено значение , а по горизонтали – . соответствуют штриховые линии, штрих-пунктирные, а сплошные.

12 3

Дата добавления: 2018-05-10; просмотров: 811;