Теория и расчёт воздушно-реактивных двигателей под ред. Шляхтенко С.М. (1014193), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Дроссельные характеристики ТРД при М, = О, Н = О. Рассмотрим изменение параметров рабочего процесса в зависимости от относительной частоты вращения й (6 = = й р), т. е. вдоль линии рабочих режимов, соответствующей М, = = 0 (см. рис. 8.66). На рис. 8.67 даны зависимости и„', 6„ 7'е ит Тт, т)в '7-и и йКу от и, причем пунктирными линиями показано изменение этих параметров в области, где значение ЛКу < ЛКу,„.
Линией с точкой а на рис. 8.67 показано изменение величины Т„'при условии и,' = сопз1, что может быть в случае дросселирования ТРД в условиях полета с большей скоростью, когда и, р ~ и, „р. Точки а и Ь рис. 8.67 соответствуют аналогичным точкам на рйс. 8.65 и 8.66. При снижении й уменьшаются величины 6„п„', Е„ив и резко снижается ЛК . Из рис. 8.67 видно, что в области пониженных значений й даже при умеренной величине и„'е возникают трудности с обеспечением надежной работы компрессора из-за того, что фактическая величина ехКу становится ниже минимально допустимой. Характер измененйя Т; по й определяется протеканием Е„ и и,', как это видно из уравнения (8.61).
В области высоких значений й, где и,' = = сопз1, температура Т„ 'резко падает с уменьшением й, за счет уменьшения работы компрессора, а в зоне пониженных частот вращения уменьшение и приводит к росту Т„ 'вследствие интенснв- 280 геа, етватта Отак дв пмо 47 оооо го еоао ае г вк„ тв голо тооо рт л то Рис. 8.68. Дроссельная характеристика ТРД в статических условиях (М = О; Н =- О) тгоо д, ке тгоо тво тг (в ~е )г го '4в в 4г 4» вв 4е д г,о поо тово 66 воо го ов ат ав С)О л Рис. 8.67.
Изменение параметров при дросселировании ТРД в статических условиях (М = О; Н = 0) Рис. 8.69. Дроссельнаи характеристика ТРД в виде зависимости Суп от Р при М„=О; Н=О ного уменыпения и,', несмотря на уменьшение Ев. Температура за турбиной Т; меняется качественно также, как Т;, в соответствии с уравнением (7.28). На рнс. 8.68 показано нзмененне Р и С к по 6 при дросселнровании ТРД по программе Р „р — — сопз1 (прн п =- чаг и Т„"= = чаг) при М, = О, гг' = 0 для двигателя с и„', = 6 и Т„',„,„=— = 1400 К, а на рис. 8.69 для этого же двигателя показано изменение С = С /Сук „по Р = Р7Р- . С уменьшением 6 тяга сначала йадает очейь интенсивно из-за уменьшения 0„п„' и Т'„ (см.
рис. 8.67). Затем падение тяги несколько замедляется за счет роста Т„'на пониженных частотах вращения. Величина С„ прн сннжении й вначале уменьшается из-за уменьшения Т„'и соответственно скорости истечения из реактивного сопла, но затем начинает резко расти вследствие уменьшения и,*, т)„и других факторов, приводящих к уменьшению эффективного КПД. Таким образом, при дросселировании ТРД минимальное значение С „, достигаемое при промежуточных частотах вращения, находящихся между максимальной частотой вращения и частотой вращения на режиме земного малого газа, определяется наивыгоднейшим соотношением между и„* и Т„* в соответствии с закономерностями, рассмотренными в равд. 7,2.
При данном методе дросселирования ТРД обеспечить во всем диапазоне частот вращения ЛК» ~ ЛК»,„без дополнительного регулирования компрессора или площадей проходных сечений проточной части двигателя, как это видно из рис. 8.67, не удается. Обеспечить условие ЛК» ~ ~ ЛК»,„при дросселировании одновального ТРД можно, йрименяя поворотные направляющие аппараты компрессора, регулируя проходные сечения первого соплового аппарата турбины и критического сечения реактивного сопла, а также используя пере- пуск воздуха из средних ступеней компрессора.
Остановимся подробнее на дросселировании ТРД с перепуском воздуха из средних ступеней компрессора, который приводит к некоторым качественным отличиям в изменении параметров по й по сравнению с рассмотренными выше. ЯХ 8» О~у йб Пг йг б(Л«) П» йб Об О7 Об Ог бак«П нс. 8.70. Линия рабочих режимов на характеристике компрессора с перепуском Роздуха нз средних ступеней при дросселировании ТРД в статических условиях без перепуска; — — — — с перепуском) о,б Ог Рис. 8.7И Изменение параметров при дросселировании ТРД в статичесхих условиях (Мп = 0; Н = 0) с перепуском воздуха из средних ступеней компрессора Дроссельная характеристика одновального ТРД с перепуском воздуха из средних ступеней компрессора в статических условиях На рис.
8.70 дана характеристика компрессора с пере- пуском воздуха из средних ступеней при й,р м,. 0,75. КПД компрессора при работе с перепуском воздуха учйтывает затрату мощности на сжатие перепускаемого воздуха, а й ~в. и. пр в.и.пр = ов. пре при работе с перепуском воздуха пропорционален массовому расходу воздуха на выходе из компрессора (см. разд. 4.2). На характеристике компрессора с помощью уравнений (8.58), (8.59) и (8.60) нанесена линия рабочих режимов при дросселировании ТРД с программой регулирования Рс „р — — сопз1 (при п = чаг) в статических условиях (М, = О, Н = О). В рассматриваемых условиях 6, = 6, и д (Х,).
На рис. 8.71 приводятся зависимости 6„ и„*, т)„, 7.„, 7";, Т,", и,', ЛК» от й (й = й,р), Из графиков, приведенных на рис. 8.71, видно, что при включении перепуска воздуха на 8 = 0,75 расход воздуха, проходящего через двигатель, снижается, снижаются и„' и т)„, но резко возрастает ЛК» при низких значениях й (й ~ 0,75). Включение перепуска воздуха приводит к некоторому росту Т„ '(см. рис. 8.71) за счет уменьшения и,' в соответствии с уравнением (8.61). Дроссельная характеристика 282 лба 7ООО у»п бппа бопп »поп г,б (г г,о гооо (ооо (о ро об о» ог оп о о,б бо об о7 об оу л йб Рнс. 8.72. Дроссельная характеристика ТРД с перепуском воздуха из среди их ступеней компрессора при Мп = 0; О = 0 и»,, «г пан ч г,г Рис.
8.73. Зависимости и" „и п*вд двухвального ТРД от обшей степени повышения давления компрессоров прн дросселировании двигателя в статических условиях ТРД с перепуском воздуха показана на рис. 8.72. Она отличается от характеристики, показанной на рис. 8.68, лишь ступенчатым изменением Р и С в момент включения пере- пуска.
згменьшение расхода воздуха через двигатель при включенном перепуске приводит к снижению тяги, а уменьшение и„' и т)„(см. Рис. 8,71) — к росту С (а ба Дроссельная характеристика двухвального ТРД в статических условиях (М = О, Н = О) 47 а 7. га Прежде всего рассмотрим совместную работу турбин и компрессоров при дросселировании двухвального ТРД. Зависимость и,' „д от общей степени повышения давления в двухкаскадном компрессоре и„' = п„и и'„вд, показанную на рис. 8.73, можно рассчитать по уравнениям (8.34) и (8.41) при условиях, что и," вд = сопз(, а )ь, „р — — )ь,д, < 1 на докритических режимах работы реактивного сопла (и, р < и, „р). Из графика, приведенного на рис.
8.73, следует, что при снижении и„' в области, где и, < и, „р, уменьшается и,' нд. Когда выполняется условие (8,24) и,'вд = сопз(, линия рабочих режимов на характеристике компрессора высокого давления, полученная по уравнению (8.28), не будет отличаться от показанной на рис. 8.30. Рассчитать линию рабочих режимов на характеристике компрессора РНД с и, р < и, „р можно, используя уравнения (8.33), (8.34), (8.41) и зависимости па вд Ч()ьа) вд и т)н вд от ппр вд. Определять рабочую точку на напорной ветви характеристики компрессора РНД Йпр нд сопз( (днд = Йпр нд) рекомендуется по методу, который использовался при определении рабочей точки в полетных условиях (см.
равд. 8.3) с учетом переменной величины и,' ид. Объединяя рабочие точки для разных и рнд, получим линию рабочих режимов. Характеристики компрессора РНД с линиями рабочих режимов при закритическом ()ьс „р = 1) и докритическом ()ь, „р — — )ье ( 1) режимах работы реактивного сопла показаны на рис. 8.74. Зависимости суммарных параметров от йнд (пид ппр нд), определенных при дросселировании 284 ув че,, вд р рут ке РВД и, следовательно, к росту скольжения роторов пвд/пнд (рис. 8.75). При увеличении пвд (8 р вд) возРастает величина д ()ь,)вд (см. рис. 8.30), а условие неразрывности приводит к тому, что это возможно оа только за счет увеличения д (7ьв). Отсюда следует, что при пере- Ф ходе 'из точки а в точкуч Ь ода лля .г,а г,а с ппр.
нд = сопз( уменьшается пз. нд, т. е. линия рабочих режимов при уменьшении и,', „д, удаляется от границы газодинамической устойчивости ком- г прессора и ЛКт „д возрастает (см. рис. 8.74). При дросселировании двух- ~~~~ вального ТРД параметры рабога оа бг аоо г ОД аа аа аг Оа а(дз) го 4а ка лил -оа ог Рис. 8.75. Изменение параметров при дросселировании двухвальиого ТРД в статических условиях (й( =О;Н=О) Рнс. 8.74. Характеристика компрессора низкого давления двухвального ТРД с линиями рабочих режимов при докритических ( ) и закритических ( —.— ) режимах работы реактивного сопла двухвального ТРД с неизменными проходными сечениями проточной части, представлены на рис.
8.75. Здесь и„" = з ндпа вд пт пт ндпг вд з а нд 1 а вд 'за = О,, р ° д ()ь,), а Т„'и Т, *определены по уравнениям (8.61) и (7.28). Анализируя характер линий рабочих режимов на характеристике компрессора РНД (см. Рис. 8.74), прежде всего рассмотрим причины их расслоения при переходе от закритических на докритические режимы работы реактивного сопла, т. е. переход из точки а в точку Ь при и р нд — — сопз(, который сопровождается уменьшением гь„'и при почти неизменной работе компрессора, Из условия равенства мощностей турбины и компрессора РНД, представленного в виде (8.37), уменьшение и," нд должно сопровождаться ростом Т„'. При и,'вд = сопз( рост Т; приводит к ели нию Е и аск Гуа» кг»»даг» и Р,даН чего процесса качественно меняются также, как у одновального двигателя.
Интенсивное увеличение скольжения роторов при уменьшении Инд (см. рис. 8.75) позволяет получить необходимые значения ЛК нд>Ку нд вплоть до режима земного малого газа. Дроссельная характеристика двухвального ТРДс пйв = 12 и Т„' = 1400 К дана на рис. 8.76. Качественно характеристики двухвального ТРД практически такие же, как и у одновального двигателя. Однако на режимах с пониженной частотой вращения вследствие более высоких значений у)„у двухвального ТРД получаются более низкие величины С чем у одновального ТРД с одийаковыми исходными данными.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
