6.Конструктивная схема осевого компрессора энергетической гту. Сжатие в ступени. Экономичность ступени.
Рис.6.1(конструктивная схема осевого компрессора ГТУ)
Воздух через комплексное воздухоочистительное и шупоподавляющее устройство (КВОУ) забирается из атмосферы и поступает во входной патрубок и кольцевой конфузор, а покидает компрессор через спрямляющий аппарат, диффузор и выходной патрубок. Основное назначение неподвижных элементов – подвести воздух к рабочим ступеням компрессора, а затем отвести его, обеспечив минимальные потери, равномерное поле скоростей и давлений воздуха.
После конфузора установлен входной направляющий аппарат (ВНА), закручивающий воздух в сторону вращения ротора, и используемый для изменения расхода воздуха и воздействия на режим работы всех ГТУ.Далее расположены рабочие ступени компрессора.
Гидравлическое сопротивление фильтра: до 90%
Устройство для борьбы с обледенениями включается автоматически при tнв=0,-5С
Скорость воздуха на всасе от 25м/с до 100м/с
Ступень осевого компрессора:
Если степень реактивности ступени =1, то весь процесс сжатия происходит в рабочем колесе, направляющие лопатки только поворачивают поток.(поток воздуха закручивает в противоположную сторону вращения ротора. Обеспечивается более высокое давление).
Степень реактивности 0.5 – более экономичны.
Среднее число ступеней – 20 шт.
Степень сжатия ступени =1,2-1,3
Рис.6.2
Процесс сжатия может происходить как изотермический, изоэнтропный или политропный. Полная работа сжатия состоит из полезной работы перемещения и сжатия газа и дополнительной работы, затрачиваемой компрессором из-за потерь в ступени. Она превращается в теплоту, передается воздуху, увеличивая его объем. Поэтому полезная работа lп = площади 1-3`-3``-1, и возрастает на величину dl, равную площади 1-3-3`-1.
Основной элемент – рабочее колесо, в котором подводимая механическая энергия преобразуется в энергию газа. Происходит сжатие по политропе и повышение давления 1-2.В направляющем аппарате- преобразование кинетической энергии газа в потенциальную, статическое давление увеличивается в политропном процессе 2-3.
КПД ступени:
КПДст=Lпол.ст/Lст
Lпол.ст, Lст – полезная и затрачиваемая работа сжатия 1 кг воздуха в ступени,кДж/кг.
7.Многоступенчатые осевые компрессоры. Процесс сжатия. Кпд компрессора.
Рис.7.1
Изоэнтропный КПД компрессора:
КПД*из.к= Hиз*/H*к
Расход воздуха через компрессор:
Gст=ро*Vст=ро*Fст*Сz1=0.25*(Dн^2-Dвн^2)*Сz1*ро
Fст-площадь проходного сечения ступени
Сz1-осевая составляющая скорости потока газа,м/с
Ро – плотность газа,кг/м^3
8.Переменные режимы работы ок гту. Графическая зависимость параметров ок. Помпаж.
Рис.8.1
Именно Tнв.о оказывает наибольшее влияние на работу компрессора.
Режимы помпажа и ниже линии запирания – не рабочие.
Рабочих линий ОК может быть много, они отражают характеристики его работы.
Каждому режиму соответствует свои значения степени повышения давления Пк и объемного расхода воздуха Vк при соответствующем значении КПДиз.к*. Эти характеристики изменяются при различныйх параметрах воздуха. Их приводят к условия, соответствующим нормам ISO.
ISO – международный стандарт
Т*нво=288К=15С, Pнв.о=0,1013МПа
Для этой цели применяют универсальные характеристики компрессора. Используют приведенные параметры, которые имеют единицы, близкие к единицам обычных параметров, но не зависят от начальных параметров воздуха:
Относительная приведенная частота вращения
nпр=корень(T*нв0/Т*нв)
Т*нв- текущая температура наружного воздуха в рассматриваемом режиме работы.
Кривые nпр – называют изодромами. В расчетном режиме nпр=1, а приведенная частота вращения nпр=nпр*nф
Относительный приведенный расход воздуха
Gпр=(Gк*p*нв0*корень(Тнв*))/(Gк0*p*нв)
Для определения характеристик компрессора в нерасчетном режиме необходимо располагать двумя параметрами:
Пк*=f1(Gпр,nпр)
КПД*к.из=f2(Gпр,nпр)
Помпаж
При уменьшении частоты вращения, либо снижении расхода рабочего тела могут возникать режимы с вращающимся срывом потока, нарушающие устойчивость течения и приводящие к пульсациям. При дальнейшем снижении расхода в отдельных зонах проточной части компрессора создается устойчивый вращающийся срыв потока, который сильно замедляется, и может возникнуть обратное течение. Дальнейшее снижении расхода приводит к полной потери устойчивости потока и появлению колебаний давления в системе компрессор – ГТ, т.е. возникает помпаж.
Помпаж характеризуется – нарастающим гулом в работающем компрессоре, хлопками в заборном устройстве и выбросом воздуха, появлением вибраций лопаточного аппарата вплоть до его разрушения. Также падает резко КПД компрессора.
Явление помпажа недопустимо!!!!!
Близость режима работы компрессора к границе устойчивости можно количественно оценить коэффициентом запаса устойчивости: Ky=1,1-1,15.