Двигатели внутреннего сгорания. 2006. №1 PDF (Size: 26727 МБ)

Рабочие процессы в ДВС
ρ
О
⎡
⎢
⎢
= 1 −
⎢
⎢
⎢
⎣
2
( 1 − m ⋅ ψ )
m ⋅ ψ
⋅ ϕ ⋅ cos α
2
⋅
1
⎛
⋅
⎜
⎝
2
( 1 − ϕ )
U
C
⎞
⎟
⎠
⎤
⎥
⎥
2
ад О (10)
⎥
⎥
⎥
⎦
где α1
- угол выхода потока из соплового аппарата;
β2
- угол выхода потока из рабочего колеса; ϕ -
коэффициент скорости в сопловом аппарате; ψ - коэффициент
скорости в рабочем колесе.
Таким образом, поиск характеристики турбины
на нерасчетном режиме может быть реализован в
виде следующего алгоритма:
1. По заданным параметрам рабочего тела перед
турбиной и геометрическим характеристикам
решетки определяется давление за направляющей
решеткой Р НР по формуле (5).
2. Уточняются степень реактивности ρ и характеристический
параметр
⎛
⎜
U
⎝
С ад
⎞
⎟ в зависимости от
⎠
изменения расхода G по формулам (6) и (7).
Т
h
ад
и πТ
с учетом уравнений
(2) и (1):
3. Определяется
Т
ад
НР
ад
h = h + h
(11)
π
Т
РК
ад
Т
⎡ hад
= ⎢1
−
⎣ Т
О
⋅С
Р
k
−
k −1
⎤
⎥
⎦
(12)
4. Уточняется частота вращения ротора турбины
n T в зависимости от
n
Т
⎛ U
⎜
Cад
= 19,099
⎝
⎞
⎟ ⋅
⎠
π
Т
и
2 ⋅Cp
⋅T
⎛ ⎞
⎜
U
⎟ :
⎝ С ад ⎠
π ⋅ D
О
⋅ 1
1
⎡
⎢
− π
⎣
k −1
−
k
Т
⎤
⎥
⎦
Где D 1 – диаметр рабочего колеса турбины.
5. По известным π
Т
,
⎛
⎜
U
⎝
С ад
(13)
⎞
⎟ , n T , ρ, G и термо-
⎠
динамическим параметрам рабочего тела на входе в
турбину, предварительно задавшись коэффициентами
скорости (φ, ψ) производится уточненный расчет
векторных составляющих параметров рабочего тела
( c , w,
u ) и термодинамических параметров (Т, Р, ρ)
в характерных сечениях проточной части турбины
[5], позволяющих найти кпд η
U
и мощность турбины
N T .
6. Для контроля в конце расчета производится
сравнение удельной работы на окружности рабочего
колеса турбины рассчитанной по треугольникам скоростей,
с работой, определенной по перепадам температур:
k
k
RT
−1
*
o
⎛ T
⎜
1 −
⎝ T
*
2
*
o
⎞
⎟
= c1u1
cos α1
+ c2u
⎠
2
cosα
2
(14)
В случае расхождения более чем на 1% расчет
повторяется по п. 5 с учетом коррекции коэффициентов
скоростей (φ, ψ) по известным ( c , w,
u ) .
Предложенный метод, основанный на аналитическом
моделировании нерасчетных режимов работы
турбины, позволяет снизить трудоемкость доводочных
работ и расширить область поиска размерных
соотношений элементов турбины, обеспечивающий
приемлемые характеристики турбины в широком
диапазоне областей эксплуатации.
Список литературы:
1. Гришутин М.М. Паротурбинные установки на
органических рабочих телах. –М., «Энергия», 1989. –
218 с. 2 Розенберг Г.Ш., Ткачев Н.М. Центростремительные
турбины судовых установок. Л., «Судостроение»,
1973. - 216 с. 3. Епифанова В.И. Низкотемпературные
турбодетандеры. М., «Машиностроение»,
1983. - 358 с. 4. Костюк А.Г. Газотурбинные
установки. Учебное пособие для вузов. –М.,
Высш. Школа 1979. - 254 с. 5. Шерстюк А.Н. Радиально-осевые
турбины малой мощности. – М., «Машиностроение»,
1979. - 254 с.
ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 541'2006