Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Переходные процессы в газотурбинных установках

..pdf
Скачиваний:
21
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
14.02 Mб
Скачать

18. ОСОБЕННОСТИ РАЗГОНА ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ КОЛЕСНОГО ТРАНСПОРТА С МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ

Газотурбинные двигатели (ГТД) с независимой силовой (тяго­ вой) турбиной, выполненные по схемам 1/Н, 2/Н, 2/С, имеют благо­ приятные характеристики для использования с механической пере­ дачей на колесном транспорте (автомобильном, железнодорожном). Их внешние характеристики таковы, что крутящий момент суще­ ственно повышается с уменьшением числа оборотов тяговой турбины

и достигает максимальной величины при

нулевых оборотах, т. е.

при трогании

с места, что необходимо

для

колесного

транс­

порта.

 

 

 

 

Однако при

одной механической передаче от

тяговой

турбины

на колеса экипажа (автомобиля или локомотива) имеет место резкое снижение мощности и к. п. д. тяговой турбины при малых скоростях движения и недостаточная сила тяги при трогании с места. Усло­ вия же работы колесного транспорта таковы, что необходимо обеспе­

чить экономичную работу и необходимую

величину

тяги

двигателя

в диапазоне режимов от максимальной

мощности

(на

подъемах,

с грузом) до максимальной скорости (движение по прямой, под уклон, без груза).

Обеспечение этих условий достигается в большинстве случаев применением на переднем ходе нескольких (двух-четырех) передач —• прямой и понижающих (тяговых). При этом тяговая характеристика (зависимость силы тяги от скорости движения экипажа) ГТД не уступает дизельному варианту с числом передач больше на две-три при равной мощности двигателей. Таким образом, в отличие от судо­ вых, ГТД колесного транспорта в системе трансмиссии при передаче мощности от тяговой турбины на колеса имеют коробку передач.

Использование понижающей передачи, помимо улучшения эко­ номических и тяговых характеристик, может заметно улучшить и характеристики разгона экипажа до максимальной скорости [51, 52].

Время приемистости транспортных ГТД обычно невелико [5, 92], однако оно больше, чем у ДВС, и существенно зависит от конструк­ тивного оформления двигателей. Так, для автомобильного ГТД время приемистости может составить 2—4 сек, что при небольшом про­ игрыше во времени обеспечивает более плавное (без рывков) измене­ ние скорости автомобиля, чем в случае использования ДВС, режим работы которого изменяется почти мгновенно.

В автомобильных ГТД обычно используются одно- и малоступен­ чатые турбины, в локомотивных ГТД есть возможность сделать тяго­ вую турбину многоступенчатой с целью получения несколько более пологой зависимости мощности и к. п. д. от числа оборотов. Как по­ казано в [40], число ступеней ТНД существенно влияет на характе­ ристики ГТУ при частичных и переходных режимах. Применение одноступенчатой тяговой турбины приведет к более резкому пониже­ нию температуры газа на частичных нагрузках по сравнению с мно­ гоступенчатой турбиной и к удалению рабочих точек компрессора от

границы помпажа. Это улучшает характеристики ГТД на переходных режимах, уменьшает время приемистости.

Для ГТД колесного, транспорта одной из важнейших характери­ стик является время разгона экипажа до максимальной скорости. При этом за начало разгона принимается момент отпускания колесных тормозов. Если отпускание тормозов производится в момент подачи топлива в камеру сгорания, то раскрутка турбокомпрессора до макси­ мальных оборотов происходит во время разгона экипажа (разгон без предраскрутки турбокомпрессора). Если отпускание тормозов производится при достижении турбокомпрессором максимальных оборотов, то имеет место разгон с предраскруткой турбокомпрессора. Как будет показано ниже, предраскрутка турбокомпрессора позво­ ляет существенно уменьшить время разгона экипажа [36, 90].

Рассмотрим разгон экипажа на примере газотурбинного авто­ мобиля [51].

Разгон автомобиля можно осуществить либо на прямой, либо на понижающей передаче, либо с переключением с понижающей пере­ дачи на прямую. Время разгона при этом будет зависеть от ускорения автомобиля / на этих передачах, которое, в свою очередь, опреде­ ляется конструктивными характеристиками автомобиля и тяговой турбины, величиной дорожного сопротивления и сопротивлением воздуха. Кроме того, ускорение является функцией скорости движе­ ния автомобиля.

Приняв линейную зависимость момента от числа оборотов тяговой турбины и пренебрегая сопротивлением воздуха при разгоне, можно аналитически определить время разгона автомобиля до максималь­

ной скорости уг а а х

при

переключении

в процессе

разгона с понижа­

ющей

передачи на

прямую

(используя

лишь

две передачи).

 

 

 

 

 

* л « „ < ї ( і — і - )

 

 

 

 

 

In

і

J

 

! _

 

 

~ f " l

 

 

 

 

 

X

 

k

^

 

_

I '

~ r

o- )

^max

x

 

 

 

к

D

mm aa xx

 

(1 +a

l

+

v„

 

 

 

 

 

 

 

 

 

"2>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g£>max ( l

~

Jr)

 

 

 

 

 

 

 

1

T|>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x l n

 

Л

 

DTl

 

 

 

,

 

(IV.5)

 

 

 

 

 

ік

V

k

)

 

 

Dmax

 

 

где o1

и a2 —коэффициенты,

учитывающие влияние

вращающихся

масс соответственно тяговой турбины двигателя и колес автомобиля;

•ф — коэффициент

дорожного сопротивления;

g—ускорение

силы

тяжести; ік—передаточное

число

понижающей

передачи;

k =

= M m a x / M p

— отношение

крутящего

момента

при

нулевых

Мтах

и расчетных

Мр

оборотах

тяговой турбины (если

Мр

соответствует

112

 

 

 

 

 

 

 

 

ее максимальному к. п. д., k называют коэффициентом приспособляе­

мости);

D r a a x

= MmaxiTpr\Tp/rP

— максимальный

динамический фак­

тор

автомобиля на прямой

передаче

(при трогании

его

с места);

ітр

— суммарное

передаточное

число

трансмиссии;

г\Гр

— к. п. д.

трансмиссии;

г

радиус качения колеса; Р — вес автомобиля.

 

При

этом

для

упрощения

предполагается,

что

переключение

с понижающей передачи на прямую происходит при максимальных оборотах тяговой турбины, причем мгновенно и без сброса газа.

Время разгона при прочих равных условиях зависит от выбора величины ік. Передаточное число понижающей передачи, обеспечи­ вающее минимальное время разгона, называется динамическим пере­ даточным числом и обозначается ід. Его можно определить, про­ дифференцировав уравнение (IV.5) по ік и приравняв производную

нулю. В результате при заданных Dmax,

ty,

k

и 0% динамическое пере­

даточное число

является функцией

только

коэффициента

ах

 

 

 

Ог = ^ - ^

- ,

 

 

 

 

 

(IV.6)

где г'0 — передаточное число главной

передачи; J n p

— момент

инер­

ции тяговой турбины,

приведенный

к

оборотам

выходного

вала.

Если понижающая передача выбрана не с целью обеспечения

минимального времени разгона, а для обеспечения других

эксплуата­

ционных требований,

например для

создания нужной тяговой ха­

рактеристики,

то ее

передаточное

число

(тяговое

передаточное

число ік) в общем случае не равно динамическому

ід.

В этом

случае

ускорение на понижающей передаче может оказаться меньшим, чем на прямой, и разгон на понижающей передаче не всегда будет целе­ сообразен.

На рис. IV. 12 представлена зависимость от ог

динамического

передаточного числа, которое для рассмотренного

случая разгона

лежит в пределах 1,6—2,2. Там же представлены зависимости пере­

даточных чисел г т а х , і± и

і2 от а ъ которые позволяют определить

наиболее целесообразный

способ разгона

автомобиля.

Здесь г'т а х — граничное

передаточное

число

понижающей пере­

дачи; при і j> t'm a x разгон целесообразен только

на прямой передаче;

іг — передаточное число понижающей передачи, при движении на которой время разгона до скорости vmaJiK такое же, как и на пря­ мой; г2 — передаточное число понижающей передачи, когда ускоре­ ние во всем диапазоне скоростей движения на ней выше, чем на прямой.

При значениях ік правее г'т а х

разгон целесообразен только на

прямой передаче. При значениях ік

в области между іг И t m a x начало

разгона может происходить на понижающей передаче с переключе­ нием на прямую до достижения примерно половины максимальных оборотов тяговой турбины. Однако принимая во внимание потерю времени на переключение передач, часто и в данном случае целе­ сообразно производить разгон на прямой передаче. При значениях ік между іх и і2 разгон на понижающей передаче целесообразно произ-

8

И . В . К о т л я р

113

водить до оборотов, близких к максимальным, притом тем больших,

чем ближе точка

к кривой t2 .

При ік

левее

t 2 разгон

целесообразно

осуществлять на

понижающей

передаче

до

максимальных

оборотов

тяговой

турбины.

 

 

 

 

 

 

При

коэффициенте а х < (0,15 ч-О.ЗО)

применение

понижающей

передачи

обычно

улучшает,

а при

ах

> 0 , 3 — у х у д ш а е т

разгон

автомобиля.

У большинства газотурбинных автомобилей тяговое передаточ­ ное число, обеспечивающее ему необходимую тяговую характери-

Рис. IV. 12. Изменение передаточногсГчис­

Рис. IV. 13. Характеристики разгона

ла понижающей передачи газотурбинного

газотурбинного автобуса ЗИЛ-127 с

автомобиля в зависимости от коэффициен­

экспериментальным

газотурбинным

та 0"i для различного

соотношения

кри­

 

двигателем

ТурбоНАМИ-053:

вых ускорений /

на

прямой 1 и

пони­

1 и 2

— на п р я м о й

п е р е д а ч е

без п р е д р а с -

жающей

2

передачах

 

 

к р у т к и и с

п р е д р а с к р у т к о й ;

3 и 4 — на по­

 

 

 

 

н и ж а ю щ е й

передаче

без

п р е д р а с к р у т к и

 

 

 

 

с п р е д р а с к р у т к о й ; 5 — с п е р е к л ю ч е н и е м

 

 

 

 

с

п о н и ж а ю щ е й

передачи

на п р я м у ю

стику, находится между кривыми іх

и і2

или левее і2.

Следовательно,

разгон этих автомобилей более эффективен при применении понижа­ ющей передачи.

Анализ показывает, что разгон автомобиля до максимальной скорости на тяговой передаче, обеспечивающей необходимую тяго­ вую характеристику, обычно незначительно отличается от разгона на динамической передаче, поэтому в большинстве случаев целесо­ образно выбирать передаточное число понижающей передачи близ­ ким к тяговому.

На рис. IV. 13 представлены графики разгона газотурбинного автобуса ЗИЛ-127 с экспериментальным газотурбинным двигателем ТурбоНАМИ-053 на прямой и понижающей передачах с предрас­ круткой турбокомпрессора и без нее [36].

При разгоне автобуса на прямой передаче с раскручиванием тур­ бокомпрессора в процессе разгона автобус начинает движение спустя 6—8 сек после нажатия на педаль подачи топлива. На понижающей передаче автобус начинает двигаться практически сразу после по-

114

дачи топлива и отпускания колесных тормозов. В первом случае достаточный для начала движения тяговый момент достигается за счет близкой к максимальной адиабатной работы тяговой турбины,

во втором случае — за счет большего передаточного числа

понижа­

ющей передачи при малых оборотах турбокомпрессора

и малой адиа­

батной работе

тяговой турбины.

 

 

 

Разгон до небольших скоростей на понижающей передаче дает

существенный

выигрыш во времени

по сравнению

с

разгоном

на прямой передаче. До скорости 40

км/ч этот выигрыш дости­

гает 50 %.

 

 

 

 

Предварительная раскрутка турбокомпрессора значительно улуч­ шает разгон автобуса как на прямой, так и на понижающей передаче. При разгоне до скорости 30 км/ч время разгона (с момента трогания) на прямой передаче уменьшается на 35% и на понижающей на 50%.

Последовательное использование понижающей и прямой передач при разгоне уменьшает время разгона до скорости 100 км/ч по сравне­ нию с разгоном только на прямой передаче без предраскрутки от 130 до 120 сек.

У газотурбинного автобуса Турбокрейсер фирмы «Дженерал Моторс» по экспериментальным данным время разгона с исполь­ зованием понижающей передачи на 4,5 сек (10%) меньше, чем на прямой.

Использование переключения передач у газотурбинного локомо­ тива 2Х 1600 л. с. при разгоне скорого поезда весом 600 тс позволяет достичь скорости 115 км/ч на пути 6000 м, тогда как при разгоне только на прямой передаче та же скорость достигается на пути 9000 м [108]. Путь разгона без переключения передач увеличивается на 50%.

Транспортные ГТД с электрической передачей обладают хоро­ шими характеристиками по крутящему моменту, что устраняет не­ обходимость в коробке передач.

19. ХАРАКТЕРИСТИКИ ГТУ ПРИ СБРОСЕ ТОПЛИВА ДО РАСХОДА ХОЛОСТОГО ХОДА

При сбросе топлива до расхода холостого хода в ГТУ, находя­ щейся под нагрузкой, протекают процессы, качественно противопо­ ложные имеющим место при разгоне: температура перед турби­

нами

оказывается

ниже,

чем на установившихся

режимах, крутя­

щие

моменты — меньше

моментов сопротивления,

вследствие чего

обороты

понижаются. Такой режим

очень

важен для

транспорт­

ных

ГТУ.

 

 

 

 

 

 

Время

перехода

от максимального

режима

до режима

холостого

хода (обратная приемистость), как правило, оказывается меньше времени приемистости. При сбросе топлива отсутствует опасность перегрева турбин, однако резкое уменьшение температуры газа

может привести к появлению

недопустимых перепадов температур

в сопловых и рабочих лопатках

[19]. Кроме того, при резком сбросе

8*

115

топлива может недопустимо уменьшиться температура в камере сго­ рания, что приведет к срыву пламени. Наконец, в ряде случаев ком­ прессоры могут попасть в помпаж, что при проектировании необхо­ димо тщательно проверить.

В схемах с одним компрессорным валом при реальных величинах газовоздушных емкостей (Rv = Оч-З сек) рабочие точки на характе­ ристиках компрессора при разгоне располагаются выше, а при сбросе топлива — ниже линии установившихся режимов (рис. IV.4).

Иначе обстоит дело в схемах с несколькими компрессорными ва­ лами. Обычно в рациональных (прямых) схемах ГТУ вал КВД на­ много «легче» вала КНД, благодаря чему он разгоняется значительно быстрее. Поэтому во время разгона таких ГТУ при заданных оборо-

 

 

 

 

 

 

 

1,0 S„p

Рис. IV. 14. Линия переходных ре­

Рис. IV. 15. Линии переходных ре­

жимов К Н Д для схемы

2/С-ОР.

жимов

К Н Д

для

схемы

2/Н-ОР.

— у с т а н о в и в ш и е с я

р е ж и м ы ;

 

— у с т а н о в и в ш и е с я

р е ж и м ы ;

— X — — прием

н а г р у з к и ;

— X —

— прием

н а г р у з к и ;

 

сброс

топлива

 

 

сброс топлива

 

тах КНД обороты КВД оказываются

выше, чем на

установившемся

режиме. Это обусловливает увеличение степени сжатия в КВД за счет уменьшения степени сжатия в КНД . В результате, несмотря на некоторое увеличение общей степени сжатия при заданном расходе, степень сжатия в КНД оказывается ниже, чем на установившихся режимах, а степень сжатия в КВД — выше.

При сбросе топлива будет наблюдаться обратное явление: рабо­ чие точки КВД отдаляются от границы помпажа по сравнению с уста­ новившимися режимами, а рабочие точки КНД приближаются к ней, т. е. возникает опасность помпажа КНД.

На рис. IV. 14, IV. 15 и IV. 16 изображены линии установившихся и переходных режимов КНД для с х е м 2/С-ОР, 2/Н-ОР, 2/БН-ОР. Линии переходных режимов соответствуют разгону от холостого хода до максимального режима и сбросу топлива от максимального до соответствующего холостому ходу. По кривым видно, что КНД всех трех схем при сбросе топлива довольно быстро попадает в пом­ паж. В схеме 2/Н-ОР линии переходных режимов расположены не­ сколько ближе к линии установившихся (балансных) режимов и КНД несколько позже попадает в помпаж. Это объясняется тем, что в этой схеме вал КНД, сопряженного с ТСД, несколько более высоко-

116

оборотный, чем в схеме 2/С-ОР, и разница в инерционности валов КНД и КВД соответственно несколько меньше.

Во избежание помпажа КНД при сбросе топлива в указанных схемах необходимо ограничить пределы допустимого сброса топлива:

для схем 2/С-ОР и 2/БН-ОР величиной АВТ ^

0,3BT

т а х , а для

схемы

2/Н-ОР —

АВТ я » - 0 , 4 В г . ш и .

 

 

 

Борьба

с помпажом К Н Д при сбросе нагрузки

осложняется тем,

что помпаж возникает при высоких оборотах

(т. е. примерно

сразу

во всех ступенях) и устранить его сбросом воздуха из промежуточ­ ной ступени нельзя: нужно сбрасывать воздух за КНД.

Подверженность помпажу К Н Д при

сбросе топлива можно

уменьшить,

увеличив

отношение времени

роторов

Rp2/Rpl.

Д л я

с х е м

с

п р о м е ж у т о ч н ы м

п о д о г р е в о м

2/С-ОПР, 2/Н-ОПР,

2/БН-ОПР (привод винта) характеристики пере-

Рис.

IV. 16. Линии переходных режимов компрессоров для схемы 2/БН - О .

 

у с т а н о в и в ш и е с я р е ж и м ы схемы 2 / Б Н - О (привод винта);

— X — — прием н а г р у з к и ,

2 / Б Н - О Р ;

с б р о с топлива, 2 / Б Н - О Р ; — X X

прием

н а г р у з к и , 2 Б Н - 0 ;

 

с б р о с топлива, 2 / Б Н - О

 

 

ходных режимов компрессоров будут -аналогичными. Поскольку при наличии промежуточного подогрева применяются более высокие

степени сжатия,

разница

в

инерционности

роторов

агрегатов

ВД

и Н Д увеличится, и подверженность КНД

помпажу

несколько

по­

высится.

 

 

 

 

 

 

Аккумуляция

тепла

в

регенераторе, проточной

части турбин

и камере сгорания при сбросах топлива, как и при разгоне, затяги­ вает переходный процесс. Связанные с наличием регенерации газо­

воздушные

емкости

существенно изменяют характер протекания

процесса на

характеристиках

компрессоров.

На рис.

IV. 16 для

сравнения

нанесены линии переходных режи­

мов на характеристиках КНД и КВД для схемы 2/БН-О (привод винта) с регенерацией (Rv = 3) и без нее (Rv = 0). В схеме без реге­ нерации в момент начала переходного процесса имеет место мгновен­ ное повышение (при набросе топлива) или понижение (при сбросе топлива) общей степени сжатия. Причем небольшому изменению степени сжатия КНД и, следовательно, параметра расхода перед КВД соответствует значительное изменение в ту же сторону степени

Рис. IV. 17. Рабочие линии компрессо­ ров для схем 2/БН-О (яг = const) и 2/БВ-О (rei = const) при сбросе то­ плива до расхода холостого хода

сжатия КВД, особенно при крутом расположении изодром на ха­ рактеристике компрессора. Для схемы 2/БН-О при сбросе топлива степени сжатия КНД и КВД в начальный момент понижаются соот­ ветственно от 3,0 до 2,85 и 2,3. Рабочие точки КН Д и КВД в первый момент удаляются от границы помпажа, но при дальнейшем снижении оборотов КНД попадает в помпаж при п = 0,85, т. е. при более низких, чем в схеме с регенерацией (п = 0,9). Аналогично протекают переходные процессы и в других двухкомпрессорных схемах без регенерации.

В однокомпрессорных

схемах без регенерации начальный скачок

степени сжатия, особенно

при полном сбросе топлива,

оказывается

 

довольно значительным

(рис. IV.4

 

и V.2). Рабочая линия

удаляется

 

от границы

помпажа.

 

 

 

Для схем 2/БН-О

 

и 2/БВ-О,

 

приводящих

генератор

перемен­

 

ного тока (п = const),

при сбросе

топлива рабочие линии на харак­ теристиках компрессоров проходят в устойчивой зоне (рис. IV. 17).

Таким образом, наличие газо­ воздушной емкости между компрес­ сором и турбиной удаляет рабочую линию КН Д при сбросе топлива от линии установившихся режимов и увеличивает опасность помпажа при высоких оборотах. Рабочая линия КВД, наоборот, отдаляется от границы помпажа.

При частичном набросе или сбросе топлива в ГТУ будут происхо­ дить качественно те же процессы, но, естественно, с меньшими от­ клонениями от параметров установившихся режимов.

При большом сбросе топлива, особенно в камерах сгорания с высо­ кой теплонапряженностью, может произойти срыв факела, сгорание может стать неустойчивым. При прочих равных условиях возмож­ ность срыва факела определяется, главным образом, падением температуры газа вследствие сброса топлива. Рассмотрим этот вопрос детальнее.

Сразу после сброса топлива обороты компрессоров сохраняются практически постоянными благодаря инерционности роторов. По­ этому в схемах без регенерации расход воздуха сразу после сброса топлива изменяется незначительно: несколько увеличивается в связи с падением температуры газа (при одновременном уменьшении сте­ пени сжатия). Таким образом, сброс топлива вызывает соответству­ ющее падение температуры газа, которая затем по мере уменьшения расхода постепенно увеличивается до значения на новом установив­ шемся режиме [84].

При одинаковом мгновенном сбросе топлива начальное измене­ ние расхода воздуха в различных ГТУ, работающих по одинаковому термодинамическому циклу, будет одинаковым. Поэтому одинаковым

будет и

начальное

(максимальное)

падение

температуры

газа.

 

 

 

 

Наиболее

опасным с точки зрения возможного срыва факела яв­

ляется случай сброса топлива от максимального

режима до величины,

соответствующей

режиму холостого

хода. На

рис. IV. 18, а,

б, в

для различных

схем ГТУ показано

изменение температуры

газа

М-Р

~2lEH-0(n=const)

16

 

ill

 

 

Z/C -0Р

 

 

2/Н-OP

^th

 

I

ч - л .

бВ-01" | —

 

 

 

 

k 5

 

 

 

 

4 г, сек

Рис. IV. 18. Изменение температуры газа за

камерами

сгорания

при

сбросе

топлива от максимального расхода

до расхода

холостого

хода

по времени после мгновенного (в течение 0,2—0,3 сек) сброса топлива

от максимального

до соответствующего режиму холостого хода.

Из графиков

видно, что максимальное падение температуры

газа больше для

схем, которые имеют меньший расход топлива

на холостом ходу. Поэтому в двухкомпрессорных схемах без реге­ нерации обычно опасность возникновения неустойчивого горения больше, чем у однокомпрессорных. В схеме 2/БН-О, работающей при постоянных оборотах силового вала, расход топлива на холостом ходу (при номинальных оборотах) значительно выше, а падение тем­

пературы — меньше, чем

в случае привода винта. В схеме

2/БВ-О

(п

= const)

температура

при сбросе топлива

падает очень

сильно,

до

270° С.

 

 

 

 

 

В случае

применения

в ГТУ регенерации

абсолютная

разница

расходов топлива на максимальном режиме и холостом ходу умень­ шается, что определяет и меньшее падение температуры газа.

Г Л А В А V

ПЕРЕРЕГУЛИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ В ГАЗОТУРБИННЫХ УСТАНОВКАХ

При проектировании ГТУ и ее системы регулирования, управле­ ния и защиты (РУЗ) следует тщательно исследовать склонность ГТУ как объекта регулирования к перерегулированию. В первую очередь интересно проанализировать забросы оборотов при внезапном сбросе нагрузки, а также забросы температуры и других параметров и под­ верженность помпажу компрессоров при внезапном набросе топлива или изменении момента на силовом валу.

20. ХАРАКТЕРИСТИКИ СХЕМ ГТУ

ПРИ

ВНЕЗАПНОМ

СБРОСЕ НАГРУЗКИ

В

отличие от

предыдущей главы здесь рассматривается случай

мгновенного полного сброса нагрузки с вызванным этим сбросом пре­ кращением подачи топлива.

В судовой ГТУ, например, сброс нагрузки может быть вызван обнажением винта при волнении, или потерей винта, или поворотом лопастей в положение нулевого момента; в ГТУ, приводящей элек­ трогенератор,— сбросом электрической мощности. Время запаздыва­ ния регулирования, т. е. время, прошедшее от сброса нагрузки до прекращения подачи топлива, для всех случаев, кроме оговоренных особо, принято хр = 0,5 сек. Влияние времени запаздывания регу­ лирования было исследовано отдельно. Такое условие исследования позволяет распространить полученные результаты на различные способы регулирования: когда импульс для сброса топлива полу­ чается' при превышении определенного числа оборотов, или когда осуществляется дополнительное регулирование по ускорению ро­ тора, или по избыточной мощности.

С точки зрения заброса оборотов при сбросе нагрузки наиболь­ ший интерес представляют ГТУ с регенерацией (в связи с наличием в них большой газовоздушной емкости), которые в основном и рас­ смотрены ниже.

Схемы с одной ступенью сжатия и сгорания

С х е м а 1Б-Р при полном сбросе нагрузки имеет динамический заброс оборотов порядка 2%.

Малый динамический заброс оборотов объясняется тем, что сило­ вая турбина сблокирована с компрессорной, а компрессор является хорошим «аккумулятором» оборотов, поскольку его обороты изме­ няются примерно пропорционально корню кубическому из мощности. В результате сброса нагрузки в связи с запаздыванием регулирова­ ния вначале на валу возникает большой избыток мощности, вызы­ вающий некоторое повышение оборотов. После гашения камеры сго-

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ