Диплом_Марков (1231052), страница 9
Текст из файла (страница 9)
(4.9)
Таблица 4.4 – Образец массива данных измерений при испытании турбины
Частота, мин-1 | Параметры | Давление на входе в турбину | ||||
105 | 125 | 145 | 165 | 185 | ||
50000 |
| |||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
100000 |
| |||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
150000 |
| |||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
200000 |
| |||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
250000 |
| |||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
300000 |
| |||||
| ||||||
| ||||||
| ||||||
|
Для построения характеристик турбины используются универсальные параметры. Это вязано с тем, что нормальные характеристики зависят от внешних условий. Вид универсальных параметров определяется с помощью теории подобия [5].
Мощностная характеристика турбины выражается зависимостью , где параметр мощности определяется по формуле:
. (4.10)
Характеристика по крутящему моменту выражается зависимостью , где приведенный крутящий момент выражается так:
. (4.11)
КПД-характеристика турбины представляет собой зависимость , а мощностной кпд определяется с помощью формулы:
. (4.12)
Расходная характеристика турбины выражается зависимостью , где параметр расхода определяется по формуле:
. (4.13)
Таким образом, подставив во все вышеописанные формулы результаты эксперимента, можно построить все интересующие характеристики. Массив данных для построения характеристик (в общем виде для всех характеристик), может быть представлен в виде таблицы 4.5.
Таблица 4.5 – Массив данных для построения характеристик турбины
| πТ1 | πТ2 | πТ3 | πТ4 | πТ5 |
y1 | |||||
y2 | |||||
y3 | |||||
y4 | |||||
y5 | |||||
y6 |
4.3 Алгоритм проведения испытаний и обработки результатов измерений для турбокомпрессора
Для начала испытаний турбокомпрессора, необходимо вывести испытательную установку на режим испытания турбокомпрессора. Под данным режимом подразумевается работа турбокомпрессора в условиях, аналогичных реальным (сжатый воздух из компрессора попадает в камеру сгорания, где к нему подводится теплота сгоревшего топлива, затем через элемент 2 в турбину (см. рис. 3.1), откуда газ, совершив работу расширения, выходит в атмосферу). Таким образом, при испытаниях турбокомпрессора вентиль 8, 16 должен находиться в закрытом состоянии, а вентили 10 и 7 в открытом. Универсальными независящими параметрами являются параметр нагруженности турбины (определяемый температурой газа на входе в турбину) и степень понижения давления в турбине
. При данных испытаниях
регулируется давлением на входе в турбину
, за счет вентиля 7.
Зависимыми параметрами являются:
кпд турбокомпрессора
, (4.14)
приведенный расход воздуха через компрессор
; (4.15)
коэффициент изоэнтропического напора компрессора
; (4.16)
степень повышения давления в компрессоре
. (4.17)
Для вывода испытуемой установки на режим испытания турбокомпрессора, необходимо провести следующие действия:
а) перекрыть вентиль 10 и открыть вентиль 16 с дроссельной заслонкой на 100%. Таким образом, при раскрутке вала турбокомпрессора, сжатый воздух из компрессора будет истекать в атмосферу;
б) открыть вентиль 8 и 7 для подачи воздуха из сети питания в турбину;
в) открыть вентилем 5 подачу топлива в камеру сгорания, при этом насос 12 должен быть включенным в электрическую сеть;
г) запустить установку 2, имитирующую работу газораспределительного механизма ДВС;
д) после того, как частота вращения вала турбокомпрессора достигла значения 50000 мин-1, закрыть вентиль 8, при этом одновременно закрывая вентиль 16. Тем самым обеспечивается подача воздуха в камеру сгорания не от сети питания сжатым воздухом, а от компрессора.
Теперь, когда турбокомпрессор работает в условиях, схожих с реальными условиями работы ДВС с наддувом, можно приступать непосредственно к испытаниям турбокомпрессора.
В начале испытаний, с помощью расхода воздуха, устанавливается давление на входе в турбину и с помощью расхода топлива – температура на входе в турбину
. При данных условиях производится замер следующих параметров:
,
,
,
,
,
,
,
,
. После регистрации данных параметров, с помощью вентиля 5, устанавливается температура газа на входе в турбину
, при этом необходимо восстановить давление
. Произведя замер всех параметров, переходят к следующей температуре
, и так далее до
. Затем, изменив расход воздуха, устанавливается давление
, после чего повторяются замеры всех перечисленных параметров для каждого значения температуры
(значения температур те же самые). После проведения данных действий получается массив измеренных параметров в виде таблицы 4.6, с помощью которого необходимо построить характеристики турбокомпрессора.
Таблица 4.6 – Образец массива данных измерений при испытании турбокомпрессора
Давление на входе в турбину, кПа | Параметры | Температура на входе в турбину | |||||
900 | 950 | 1000 | 1050 | 1100 | 1150 | ||
105 |
| ||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
125 |
| ||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
……………………………………………………………………………………………………………………………………....... | |||||||
185 |
| ||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
|
Таким образом, используя данные из таблицы 4.6 и формулы для определения универсальных параметров, можно получить массив данных для построения характеристик турбокомпрессора, который может быть представлен в виде таблицы 4.7.
Таблица 4.7 – Массив данных для построения характеристик турбокомпрессора
Степень понижения давления | Параметры | Значения универсальных параметров | |||||
|
| ||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
|
| ||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
|
| ||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
|
| ||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
|
| ||||||
| |||||||
| |||||||
| |||||||
|
5 Методика определения погрешности измерений