Вопрос 10. Совместная работа элементов гтд. Система уравнений, описывающая рабочий процесс твлд со свободной силовой турбиной

Описание работы газогенератора:

1. Уравнение материального баланса

2. Уравнение расхода через 2ое критическое сечение

3. и 4) Уравнения термодинамики

5. Уравнение теплового баланса в КС

5. Уравнение энергетического баланса

5. 8) Характеристики компрессора

9)

10)

11) Уравнение баланса частот

12)

13)

Для силовой турбины:

Вопрос 11. Вывод уравнения лрр твлд.

Геометрическое место точек на характеристике компрессора, нахождение из которого является решением системы уравнений 1-13, называется линией рабочих режимов. Построение линии рабочих режимов – основа расчёта характеристик двигателя. Вид характеристик может меняться в зависимости от способа регулирования и закона регулирования, реализуемого в данном двигателе. Однако при любом регулировании необходимо, чтобы при всех внешних условиях на каждом расчётном режиме работы двигателя устанавливалось бы такое равновесное сочетание параметров, при котором удовлетворялись условия совместной работы ГТД, т.е. соответствовало решению системы 1-13.

Для построения линии рабочих режимов применяются допущения:

1. 2.

3. 

4. ;5.

Турбина работает на критическом перепаде. Проточная часть геометрически не регулируется.

Распишем уравнение 4:

При отсутствии значения

В области рабочих режимов при нерегулируемых СА и при отсутствии дожигания между силовой турбиной и турбиной компрессора Если , то ;

Турбина газогенератора в области рабочих режимов в 1 рабочей точке, при условии чтобы оба сопловых аппарата работали на критических теплоперепадах. Это показывает числитель из системы уравнения 1-13 уравнения 9 и 10. Таким образом с учётом всех принятых допущений получаем систему уравнений для вывода уравнения линии рабочих режимов.

1. 

2. 

3. 4.

Выразим и подставим в уравнение 2 Система уравнений (*), (**), 3,4 замыкаются и становятся решаемы, если появляется одно или несколько условий, связывающих основные параметры с внешними условиями, т.е. задаются закон регулирования.

Вопрос 12. Влияние геометрических параметров двигателя на положение лрр (одно- и 2х-каскадных) (Влияние регулирования IиIi критических сечений на положении линии рабочих режимов).

Предположительный закон регулирования , . При регулировании площади СА происходит смещение линии рабочих режимов раскрытие СА приводит к росту газогенератора. Что приводит к росту мощности турбины газогенератора и к росту частоты вращения турбокомпрессора.

При законе регулирования регулятор оборотов снижает подачу топлива для восстановления баланса мощностей при этом падает линия рабочих режимов смещается вниз, при результат обратный.

Такой способ изменения площади II критического (после СА) сечения используется в системе управления двигателем для реализации оптимального процесса регулирования.

Изменение площади газогенератора.

При раскрытии площади СА газогенератора, _{, при необходимо увеличить , линия рабочих режимов сместиться к линии помпажа.}

_{Влияние .}

_{Увеличение приводит к падению , росту , линия рабочих режимов смещается в сторону помпажа.}

_{Снижение приводит к росту , уменьшается, линия рабочих режимов смещается вниз.}

_{Регулирования по двум параметрам.}

_{При , регулирующие факторы: площадь СА Тс которая будет обеспечивать постоянство температур, - обеспечивает постоянство оборотов.}

_{Данное регулирование обеспечивается на всех режимах максимально возможного значения мощности.}

Регулирование по трем параметрам:

_{поддерживается путем регулирования компрессором (поворот НА).}

_{Двигатель работает в области рабочих режимов, а не по линии.}

_{1 .Граница максимально допустимой частоты вращения по условиям прочности.}

_{2. Граница устойчивой работы двигателя на оборотах малого газа.}

_{3. Граница газодинамического запирания на выходе из турбины.}

_{4. Граница максимально допустимой температуры газа.}

_{5. Граница помпажа.}