Вопрос 16. Алгоритм расчета дроссельных характеристик турбовальных двигателей с однокаскадным газогенератором.

Дано:

Определить:

1. Проводится расчет параметров за компрессором, на приведенных оборотах т.1

по определяется

2. По _{определяется}

_{Задаемся или и методом последовательных приближений определяется либо}

определяется

_{При определении необходимо учитывать систему охлаждения двигателя.}

3. _По определяется и с учетом определяется

Проводится проверка

4. 4.Определяются параметры на входе в силовую турбину.

5. 

6. По определяется

Вопрос 17. Характеристики гтд с силовой турбиной.

1. Характеристики по частоте вращения (дроссельные)

Р ежим с мощностью равен 0,5-0,8 от расчетной мощности является областью основных эксплуатационных режимах двигателя. Снижение режима от единицы вниз сопровождается, как правило, снижением температуры Т₃ и π_к. Это обстоятельство снижает КПД цикла и ухудшается экономичность – это основная причина ухудшения экономичности на частичных режимах. Кроме того, на Се (удельный расход топлива) влияет так же уменьшение КПД компрессора, потери по тракту и коэффициента полноты сгорания топлива. Область max КПД выстраивается таким образом, чтобы основные эксплуатационные режимы находились в ядре характеристики компрессора. Поэтому падение КПД компр-ра в области , как правило, более резкое, чем в диапазоне . Увеличение на 1% приводит с уменьшением Се на 1-2% . Поэтому изменение может значительно повлиять на экономичность двигателя, особенно при , когда увеличение Т₃ и π_к не могут компенсировать снижение .

2. Нагрузочная характеристика

Д ля 2х-вального двигателя эта характеристика более полога при высокой температуре, т. к. с ростом Т₃ растет полезная работа и уменьшается относительная доля потерь, при этом увеличение π_к практически не влияет на протекание нагрузочной характеристики.

3. Высотно-климатические характеристики

Климатические характеристики получены на основании дроссельных характеристик с использованием функций приведения для двигателей, работающих при автомодельных числах Re или прямым счетом, если Re не автомодельный ( ).

У величение мощности и уменьшение Се с уменьшением Т окр. среды обусловлено повышением плотности воздуха, ростом .

С использованием 2х-каскадного турбокомпрессора все характеристики имеют такой же вид. Однако добавляется еще один параметр – скольжение роторов.

Вопрос 18. Характеристики одновального гтд.

Одновальный ГТД используется в качестве приводных, т. е. для привода генератора переменного тока, привода нагнетателя природного газа, для привода буровых установок.

Основные требования, предъявляемые к приводным ГТД:

1. Постоянство частот вращения приводного вала . Это связано с необходимостью обеспечения жестких требований по качеству эл. тока.

2. Сохранение постоянного значения мощности в широком диапазоне внешних условий .

3. Основная эксплуатация таких двигателей производится при стандартных атмосферных условиях или при близких к ним условиям, поэтому важна экономичность именно при этих условиях.

4. Более жесткие, чем у авиационных двигателей требования к габаритам, обусловленные необходимостью его размещения в закрытых отсеках, имеющих ограниченный объем.

5. Двигатель должен обеспечивать длительную эксплуатацию на запыленном воздухе.

6. Время готовности до выхода на номинальный режим до 20 сек.

7. Простая конструкция, простота обслуживания, высокая надежность, низкая цена.

8. Должен быть многотопливным.

Необходимость обеспечения с заданной частоты в определенных пределах однозначно определит закон регулирования одновального двигателя n=const.

Система уравнений, описывающих рабочий процесс ГТД:

1. Ур-е материального баланса .

2. Ур-е адиабатного сжатия .

3. Теплового баланса .

4. Адиабатного расширения .

5. Энергетического баланса

6. 

7. Характеристика компрессора

8. 

9. Х арактеристика турбины

10. 

11. 

12. 

Ограничения слева и справа – ограничения по мах и мin значениям мощности при мах внешнем давлении. Верхняя граница – ограничение мах мощности при мин внешнем давлении.

Расчетным режимом одновального двигателя является режим соответствующий мах температуре окр-й среды, мах мощности и мин давлению окр-ей среды, при этом в этой точке получен мин запас устойчивости ∆Ку=8-10%.

Рабочая точка является единственной из всей области рабочего режима, в которой реализуется мах температуре газа в эксплуатации.

Мах значение выбирается на режиме при стандартных атмосферных условиях при условии, что проточная часть рассчитана в рабочей точке.

В САУ (стандартные атмосферные условия) кпд турбины принимается на 0,015-0,02 больше, чем в расчетной точке, что связано с уменьшением влияния числа Re при этих условиях. Дроссельные характеристики ГТД совпадают с нагрузочными.

Такой вид дросселирования наз-ся тепловым