5 Построение характеристики компрессора гтэ-110
Используя теорию подобия процессов в лопаточных машинах, построим характеристику компрессора для ГТЭ-110, воспользовавшись характеристикой компрессора газотурбинной установки ГТЭ-45-У (рисунок 5.1).
Рисунок
5.1 – Газодинамическая характеристика
осевого компрессора ГТУ типа ГТЭ-45-У
(проект) ОАО «Турбомоторный завод», г.
Екатеринбург
Выбор
диапазона
определяется диапазоном температур
атмосферного воздуха, при которых
эксплуатируется ГТУ (таблица 5.1):
.
(5.1)
Из
формулы (5.1) находим значение температуры
атмосферного воздуха
(в градусах Цельсия):
(5.2)
;
;
;
;
.
Таблица
5.1 – Диапазона
в зависимости от температур атмосферного
воздуха
|
|
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1 |
1,1 |
|
|
314,61 |
176,85 |
82,41 |
14,85 |
-35,13 |
Из
чисто физических соображений понятно,
что наземная установка ГТЭ-45-У не
эксплуатируется при температуре
атмосферного воздуха
и
.
Поэтому для дальнейшего расчета берем
значения изодром
С
характеристики компрессора ГТЭ-45-У для
значений изодром
снимаем
значения
и
и заносим в таблицу 5.2.
Таблица
5.2 – значения
и
для ГТЭ-45-У и образмеренные величины
,
,
для
ГТЭ-110
|
|
||||||||
|
|
13,6 |
13 |
12,13 |
11,5 |
11 |
10 |
9 |
8,4 |
|
|
0,608 |
0,623 |
0,639 |
0,645 |
0,648 |
0,651 |
0,652 |
0,652 |
|
|
13,87 |
13,26 |
12,37 |
11,73 |
11,22 |
10,20 |
9,18 |
8,57 |
|
|
307,42 |
315,00 |
323,09 |
326,12 |
327,64 |
329,16 |
329,66 |
329,66 |
|
|
0,854 |
0,875 |
0,897 |
0,906 |
0,910 |
0,914 |
0,916 |
0,916 |
|
|
||||||||
|
|
16,1 |
15,2 |
14,41 |
14,25 |
13,5 |
12,7 |
10,9 |
9,4 |
|
|
0,675 |
0,699 |
0,712 |
0,713 |
0,717 |
0,719 |
0,72 |
0,72 |
|
|
16,42 |
15,51 |
14,70 |
14,54 |
13,77 |
12,96 |
11,12 |
9,59 |
|
|
341,29 |
353,43 |
360,00 |
360,51 |
362,53 |
363,54 |
364,04 |
364,04 |
|
|
0,948 |
0,982 |
1,000 |
1,001 |
1,007 |
1,010 |
1,011 |
1,011 |
|
|
||||||||
|
|
17,55 |
16,8 |
15,66 |
15 |
14 |
13 |
12 |
11,6 |
|
|
0,72 |
0,74 |
0,758 |
0,763 |
0,766 |
0,767 |
0,767 |
0,767 |
|
|
17,90 |
17,14 |
15,98 |
15,30 |
14,28 |
13,26 |
12,24 |
11,83 |
|
|
364,04 |
374,16 |
383,26 |
385,79 |
387,30 |
387,81 |
387,81 |
387,81 |
|
|
1,011 |
1,039 |
1,065 |
1,072 |
1,076 |
1,077 |
1,077 |
1,077 |
Далее
строим газодинамическую характеристику
компрессора ГТЭ-45-У в безразмерном виде
(Приложение
В). Для этого значения из таблицы 5.2 делим
на номинальные параметры для ГТЭ-45-У
(
).
(5.3)
(для
номинального режима ГТЭ-45-У);
(5.4)
(для
номинального режима ГТЭ-45-У).
Для
построения газодинамической характеристики
компрессора ГТЭ-110 необходимо значения
обезразмеренной характеристики
компрессора ГТЭ-45-У умножить на номинальные
параметры ГТЭ-110:
,
.
;
(5.5)
(для
номинального режима ГТЭ-110);
;
(5.6)
(для
номинального режима ГТЭ-110);
;
(5.7)
(для
номинального режима ГТЭ-110).
При
построении газодинамической характеристики
компрессора исходим из условия, что
запас газодинамической устойчивости
;
;
.
(5.8)
Проведем расчет запаса газодинамической устойчивости для точки Н (номинального режима ГТЭ-110):
.
Для увеличения производительности расчета создано приложение «Обезразмеривание характеристик. xls» в компьютерной среде Microsoft Excel. Газодинамическая характеристика осевого компрессора ГТЭ-110 представлена в приложении Г.
На
газодинамической характеристике
компрессора ГТЭ-45-У
показаны зонами – зоны постоянного
.
Аналогично, используя формулы (5.3) –
(5.7), обезразмериваются границы зон
постоянного
,
и умножаются на номинальные параметры
ГТЭ-110. Значения для построения подсчитаны
в приложение «Обезразмеривание
характеристик. xls»
и приведены в таблице 5.3.
Проведем
расчет для одной точки на границе зоны
.
(точка
на границе зоны
ГТЭ-45-У);
(точка
на границе зоны
ГТЭ-45-У);
(точка
на границе зоны
ГТЭ-110);
(точка
на границе зоны
ГТЭ-110);
(точка
на границе зоны
ГТЭ-110).
Строим
зависимость
(приложение
Д).
Таблица
5.3 – значения
при
и
для ГТЭ-45-У и при образмеренных величинах
,
,
для
ГТЭ-110
|
|
|||||||||
|
|
14,15 |
14,25 |
14,15 |
13,7 |
12,9 |
10,5 |
12 |
14,15 |
|
|
|
0,715 |
0,725 |
0,732 |
0,733 |
0,72 |
0,648 |
0,64 |
0,715 |
|
|
|
14,43 |
14,54 |
14,43 |
13,98 |
13,16 |
10,71 |
12,24 |
14,43 |
|
|
|
361,52 |
366,57 |
370,11 |
370,62 |
364,04 |
327,64 |
323,60 |
361,52 |
|
|
|
1,004 |
1,018 |
1,028 |
1,029 |
1,011 |
0,910 |
0,899 |
1,004 |
|
|
|
|||||||||
|
|
15,4 |
15,7 |
15,65 |
15,15 |
11,35 |
9,8 |
13,2 |
15,4 |
|
|
|
0,698 |
0,72 |
0,742 |
0,76 |
0,7 |
0,65 |
0,62 |
0,698 |
|
|
|
15,71 |
16,02 |
15,96 |
15,45 |
11,58 |
10,00 |
13,47 |
15,71 |
|
|
|
352,92 |
364,04 |
375,17 |
384,27 |
353,93 |
328,65 |
313,48 |
352,92 |
|
|
|
0,980 |
1,011 |
1,042 |
1,067 |
0,983 |
0,913 |
0,871 |
0,980 |
|
|
|
|||||||||
|
|
12,6 |
10,8 |
8,6 |
6,9 |
13,6 |
16,1 |
17,55 |
12,6 |
|
|
|
0,767 |
0,72 |
0,652 |
0,575 |
0,608 |
0,675 |
0,72 |
0,767 |
|
|
|
12,85 |
11,02 |
8,77 |
7,04 |
13,87 |
16,42 |
17,90 |
12,85 |
|
|
|
387,81 |
364,04 |
329,66 |
290,73 |
307,42 |
341,29 |
364,04 |
387,81 |
|
|
|
1,077 |
1,011 |
0,916 |
0,808 |
0,854 |
0,948 |
1,011 |
1,077 |
|
Построение
изодром
производится с помощью коэффициента
(коэффициент сжимаемости). Заметим, что
с увеличением
расстояние между ветками сужается. Для
нахождения
,
на характеристике компрессора ГТЭ-45-У
(приложение В) измеряется расстояние
между изодромами
,
меньшее расстояние делится на большее
и тем самым получаем искомый коэффициент
.
Замер производится по граничной линии
на газодинамической характеристике
компрессора ГТЭ-45-У в безразмерном виде
(приложение В).
.
(5.9)
расстояние
между изодромами
,
;
расстояние
между изодромами
,
;
.
расстояние
между изодромами
,
;
.
расстояние
между изодромами
,
;
.
расстояние
между изодромами
(мнимая
изодрома),
.
(5.10)
;
.
расстояние
между изодромами
,
;
.
Далее
используя коэффициент
,
строим ветки
.