11.4 Центральный компрессор ( компрессор вд)

_{Рисунок 11.5. Характеристика современного компрессора.}

На рисунке 11.5 представлена характеристика современного компрессора, выражающая зависимость степени повышения давлений и изоэнтропической эффективности от массового расхода , вдоль линии безразмерной постоянной угловой скорости, исходя из параметров на входе в центральный компрессор:

,

массовый расход выражается как процентное соотношение к расчётным данным. Максимальное отношение давлений для этого компрессора равно 5, значит, он подходит для трёхвального двухконтурного двигателя. Отношение давлений равное 6 представляет собой верхний предел, который может быть достигнут без регулирования статоров, причина этого будет рассмотрена ниже в этом разделе. Регулируемые статоры настраиваются так, что скорость в компрессоре падает, статоры нескольких передних рядов поворачиваются вдоль тангенциального направления потока, таким образом уменьшая угол атаки.

Рисунок 11.6. Характеристики компрессора «GE E³».

На рисунке 11.6 представлена характеристика компрессора «GE E³», отражающая функцию отношения давлений и изоэнтропической эффективности от безразмерного массового расхода для линий постоянной безразмерной угловой скорости. На рисунке 11.6 представлены переменные компрессора со степенью повышения давления равной 25. Это компрессор «GE E³» (Двигатели с эффективным использованием энергии), который в измененной форме является центром (или газогенератором) двигателя «GE90». В этом компрессоре на первых 6 ступенях (включая входной направляющий аппарат вентилятора перед первым ротором) находятся регулируемые статоры. Отметим, что при высоких скоростях кривые скоростей демонстрируют запирание для низких степеней повышения давления. Два типа данных, отображённых на этом рисунке, показывают результаты проверки компрессора на установке с переменным дросселем (показано свободными символами), а также данные, полученные в двигателе (показано перечеркнутыми символами). Данные, полученные на установке, представляют собой кривые скоростей.

2. Влияние параметров цикла на его эффективность. (4.3)

4.3 Гтд, Тепловая эффективность цикла

Эффективность газовой турбины с циклом, представленным на графике 4.2, в координатах T - s и P - v, может быть записана через отношение удельной мощности к величине теплоты переданной для повышения температуры воздуха в процессе горения топлива:

(4.9)

Отношение температур в компрессоре, выраженное из уравнения 4.9 примет вид:

Тепловая эффективность газовой турбины открытого цикла это отношение удельной мощности к энергии от сжигания топлива:

(4.10)

Подставляя в уравнение 4.2 ,получаем:

Используя приближённые значения, принимаем тепловую эффективность газовой турбины открытого цикла и эффективность цикла турбины замкнутого цикла одинаковыми и равными

. Тепловая эффективность, представленная в разделе 3.3, относилась к реактивному двигателю, и вся мощность была предназначена для увеличения кинетической энергии потока через двигатель, предполагая, что в реактивном сопле не было потерь.

При вычислении тяги и тяговой эффективности принималось, что массовый расход топлива незначителен по сравнению с массовым расходом воздуха. Предположим, что температура на входе в турбину Т₄ = 1700К, а отношение давлений в компрессоре составляет 45 с эффективностью 90% и температурой на входе Т₂ = 288 K. Следовательно, температура на выходе из компрессора составит 912.5К, а в камере сгорания температура повысится на 787.5K, вызвав повышение энтальпии на 786 кДж / кг. Для топлива с низшей теплотворной способностью LCV = 43 МДж / кг, расход топлива на единицу массы воздуха составит 0.018. Это называется относительным расходом топлива через двигатель; для степени двухконтурности равной 6, например, отношение топлива к воздуху составит 3 тысячных для всего двигателя.