Относительная температура газа перед турбиной ГГ

;

приведенный расход воздуха через ГГ ;

приведенный расход топлива в ГГ, который, как будет показано в дальнейшем, равен

, где .

Зная параметры компрессора ГГ в каждой точке его рабочей линии при каждом и зная значения и , можно (при ) определить все эти параметры ГГ:

1). = = ; (30.2)

2). = = , (30.3)

где значение степени понижения температуры в турбине ГГ определяется по значениям и турбины ГГ и при остается неизменным;

3). Так как из условия баланса расходов воздуха через компрессор ГГ и газа через турбину ГГ следует, что , где А – константа, то

,

где индекс «р» относится к расчетному режиму (соответственно к точке «р» на рис 30.1).

4). Значения при каждом снимаются непосредственно с рабочей линии, а значения можно выразить через и параметры газогенератора.

Таким образом все эти параметры зависят (при ) только от , т.е. не зависят от условий на входе в ГГ (и, следовательно от схемы двигателя, в котором данный ГГ установлен). Поэтому зависимости и от приведенной частоты вращения ротора ГГ (или от её относительного значения ) являются критериальными характеристиками ГГ.

Рис.30.3.

Примерный вид характеристики ГГ показан на рис. 30.2. Здесь показано относительное изменение параметров некоторого ГГ: и при изменении . Обратите внимание на то, что, как следует из формулы (30.3), , так как .

Рассмотрим ещё два вопроса, относящихся к одновальным ГГ.

1). Изменение работы, потребляемой компрессором одновального ГГ, при изменении его частоты вращения или температуры .

При режим работы всего ГГ и в том числе его компрессора остается подобным. Следовательно, температура будет пропорциональна . Но (при ) . Соответственно и . А тогда и .

Таким образом, на подобных режимах работа компрессора пропорциональна . Но, так как распределение работы по ступеням осевого компрессора на подобных режимах остается постоянным, то работа каждой ступени компрессора тоже пропорциональна , т.е. отношение остается постоянным. При этом остаются подобными и треугольники скоростей в каждой ступени, а, следовательно, и коэффициенты расхода .

Можно доказать и обратное: если коэффициент расхода остается неизменным, то работа, требуемая для вращения ступени (не только на полностью подобных режимах), практически пропорциональна .

Перейдем теперь к режимам работы компрессора ГГ при разных значениях .

Если расчетное значение равно 6 … 8, то, как мы сегодня проанализировали, при снижении коэффициенты расхода в последних ступенях растут, они «облегчаются» и соответственно отношение у них уменьшается. В то же время коэффициенты расхода в последних ступенях при снижении уменьшаются, углы атаки растут, они «затяжеляются» соответственно отношение у них увеличиваются. Но в среднем (для компрессора в целом) отношение (а следовательно и ) остается примерно постоянным. Поэтому в ГГ с при , а если , то практически не зависит от .

Если же ,то в большинстве ступеней при снижении коэффициенты расхода будут расти. Соответственно из-за их «облегчения» отношения , а вместе с ними и будут уменьшаться. Поэтому в ГГ с при изменяется быстрее, чем, , а если , то уменьшается при возрастании .

А если ,то наблюдается обратная картина: при изменяется медленнее, чем, , а если , то при возрастании работа, потребляемая компрессором, возрастает.

Рис. 30.4

Если ГГ работает при ,работа турбины ГГ пропорциональна . Тогда при изменении частоты вращения ротора ГГ или температуры температура газа перед турбиной ГГ будет изменяться также, как и . В частности, на рис. 30.4 показан примерный характер изменения при изменении (и ) в одновальных газогенераторах с нерегулируемыми осевыми компрессорами с различными значениями .Видим, что при с ростом температура перед турбиной почти не изменяется, при снижается, а при существенно возрастает.

Но, что важно, даже при (а при более высоких нерегулируемые компрессоры не применяются) относительное изменение невелико (всего около 2%). Соответственно и отклонения от зависимости невелики, а так как ,то практически температура пропорциональна , т.е. параметр режима работы турбины остается практически постоянным, что при обеспечивает подобие режима работы турбины ГГ и обосновывает принятое нами ранее предположение о том, что при у турбины ГГ одновременно можно считать и .