Что такое рабочая точка компрессора

В условиях эксплуатации высота, скорость полета и часто­та вращения изменяются в широких пределах, что становится причиной значительного изменения , , и т.д., а в некоторых случа­ях — появления неустойчивости в его работе. Поэтому возникает необходимость в определении указанных параметров и в проверке устойчивости работы компрессора на нерасчетных режимах. При этом для выбора рациональных условий работы компрессора в системе двигателя, для опреде­ления влияния различных условий эксплуатации на основные пара­метры, на устойчивость работы компрессора и т.п. необходимо распола­гать данными о всей совокупности нерасчетных режимов работы компрессора, которые могут встретиться при эксплуатации двигателя. Это относится как к компрессору в целом, так и к его каскадам. В дальнейшем в данной главе под термином ²компрессор² будет подразумеваться однокаскадный компрессор или отдельный каскад.

Зависимости, показывающие, как изменяются основные параметры компрессора (степень повышения давления и КПД ) при изменении частоты вращения n, расхода воздуха и условий на входе в него, называются характеристикой компрессора.

Характеристика компрессора может быть получена либо рас­четным путем, либо экспериментально. Взаимодействие лопаточных венцов и ступеней в многоступенчатом компрессоре на нерасчетных режимах работы носит весьма сложный характер. Поэтому точность расчетных методов определения харак­теристик компрессоров в настоящее время, несмотря на использо­вание ЭВМ, еще не всегда отвечает потребностям практики и наибо­лее надежным способом получения характеристик является опре­деление их в процессе испытания компрессоров на специальных стендах. Простейшая схема подобного стенда показана на рис. 5.1. Компрессор 2 приводится во вращение электродвигателем 5 через мультипликатор 4. Воздух поступает в компрессор через коллектор 1, который имеет специально спрофилированный плавный вход для создания равномерного поля скоростей перед компрессором и ис­пользуется одновременно для определения расхода воздуха путем измерения разности между полным и статическим давлением в коллекторе.

Из ком­прессора воздух поступает в ресивер 3, за которым находится дрос­сельная заслонка 6. имитирующая сопротивление газового тракта двигателя. Надлежащим изменением мощности электродвигателя и положения дроссельной заслонки можно устанавливать на испы­туемом компрессоре режимы с различными значениями частоты вращения п и расхода воздуха . Стенд оснащается измерительной аппаратурой, позволяющей в процессе испытаний определять, поми­мо расхода воздуха и частоты вращения, также значения полных давлений и температур воздуха на входе и выходе — . По этим величинам могут .быть определены значения степени повышения давления и КПД . Более подробные сведения о методах испы­таний компрессоров излагаются в специальной литературе.

По данным испытаний компрессора на подобном стенде строится его характеристика в виде зависимости степень повышения давления и КПД от расхода воздуха при нескольких значениях частоты вращения n и при имевших место в процессе испытаний значениях и , как показано на рис. 5.2.

Видео:КАК ПРАВИЛЬНО УСТАНОВИТЬ РАБОЧУЮ ТОЧКУ ТРАНЗИСТОРАСкачать

Рассмотрим характер изменения по в зависи­мости от положения дросселя на выходе из компрессора сперва при расчетной (для данной ) частоте вращения п = 100% (см. рис. 5.2). Пусть при этой частоте вращения и при неко­тором среднем положении дросселя 6 (см. рис. 5.1) ре­жим работы компрессора соответствует расчетному и отмечен на рис 5.2 точкой р. При прикрытии дросселя расход воздуха (вследствие уменьшения проходного сечения дросселя) падает. Соответственно уменьшается и осевая скорость потока воздуха в ступенях компрессора. Но при неизменной частоте вращения и соответственно неизменной окружной скорости рабочих лопаток это приведет к увеличению углов атаки на лопатках рабочих колес (см. рис. 3.9) и, следовательно, к росту усилий, необходимых для их вращения. В результате работа, затрачиваемая на вращение компрессора и передаваемая проходящему через него воздуху, возрастет, что приведет к росту работы сжатия воздуха, т.е. . Таким образом, прикрытие дросселя приведет к уменьшению и к возрастанию . При дальнейшем прикрытии дросселя это будет продолжаться до тех пор, пока режим компрессора не пере­местится в соответствующий точке г, после чего работа комп­рессора становится неустойчивой (см. ниже). Точка гявляется границей устойчивой работы компрессора при данной частоте вращения.

Читайте также: Схема электродвигателя компрессора fubag

Диапазон частот вращения (от 60% до 110% расчетного значения), для которого приведены на рис. 5.2 напорные кривые и линии , охватывает основную часть эксплуатационных режимов компрессора авиационного ГТД. Линия г-г, соединяющая здесь точки, соответствующие границе устойчивой работы на каждой напорной кривой, — граница устойчи­вых режимов работы (ГУР) компрессора. Линия з-з, соединяющая точки, соответствующие режимам запирания компрессора по выходу при различных п — гра­ница «запирания» компрессора по вы­ходу, а линия в-в — линия «запирания» компрессора по в­ходу(при пониженных значениях n запирание по выходу достигается раньше, чем по входу). Линия о-о, соединяющая точки на напорных кривых, в которых при каждом значении п до­стигается максимальная величина ,носит название линии оптимальных ре­жимов.

Помпажом осевых компрессоров принято называть явления автоколебаний малой частоты (порядка нескольких герц) всей массы рабочего тела в системе компрессор-сеть. Колебания по своей форме могут быть близкими к гармоническим. В режиме помпажа поток рабочего тела в пределах проточной части осевого компрессора может иметь самые различные формы движения, хотя наиболее характерными являются обратные токи [13].

Помпаж как таковой возникает при срыве потока на лопатках компрессора под влиянием больших положительных углов атаки. Например, если при неизменной частоте вращения увеличивать давление в нагнетательном патрубке, то прежде всего в последней ступени компрессора будет снижаться коэффициент расхода. При этом углы атаки на лопатках будут возрастать и в некоторый момент времени в последней ступени произойдет срыв потока и уменьшится напор компрессора.

Уменьшение напора должно восполниться за счет работы прежде всего предпоследней ступени. Но предпоследняя ступень сама уже работает вблизи неустойчивой зоны. Она не может обеспечить двойную нагрузку. Поэтому срыв потока произойдет и предпоследней ступени тоже. Поток воздуха устремится из нагнетательной линии в сторону всасывающей, что приведет к падению давления в нагнетательной камере. В какой-то момент времени давление в нагнетательной линии упадет настолько, что, вращаясь, ступени компрессора будут в состоянии вновь нагнетать воздух и поток вновь изменит направление своего движения. Таким образом, будут возникать колебания воздуха, вихри, различные направления движения воздуха в пределах проточной части компрессора.

Помпажные явления в осевом компрессоре могут охватить компрессор в целом и проявляться в виде периодического изменения давления воздуха на линии нагнетания, температуры воздуха, частоты вращения, а также повышенной вибрации агрегата и шума.

Меры борьбы с помпажом можно условно разделить на две группы. К первой группе относятся мероприятия, применяемые при проектировании компрессоров с целью увеличения его рабочей зоны (dp_к/dG

Видео:🔴 Супер УСИЛИТЕЛЬ на одном Транзисторе и Главный его Секрет Рабочая ТОЧКА 🔴Скачать

Что такое рабочая точка компрессора

Расчетные методы, разработаны еще в то время, когда для решения подобных проблем не было электронно-вычислительной техники. Именно потому, что такие расчеты могли выполняться с помощью ручного вычисления, они являются наиболее пригодными для разъяснения тех взаимосвя­зей, о которых здесь в первую очередь пойдет речь.

По способу подвода газов к турбине различают следующие случаи.

1. Турбина постоянного давления (подвод газов к турбине при постоянном давлении). Выпускные газы из отдельных ци­линдров направляются в общий выпускной коллектор, в котором выравниваются импульсы давлений. Выпускные газы имеют перед входом в турбину приблизительно постоянное давление. Степень реактивности турбины может выбираться свободно.

Читайте также: Магнит для муфты компрессора кондиционера

2. Чистая газовая турбина. В этом случае давление, имев­шееся в цилиндре, в выпускном канале полностью должно было бы перейти в энергию скорости и в виде кинетической энергии транс­портироваться к турбине. В этом случае на выпуске из цилиндра не было бы обратного подпора газов, кинетическая энергия должна была бы отдаваться активному колесу турбины. Из-за сильно изменяющейся степени повышения давления (частично ультра­звук), изменяющегося проходного сечения клапана и больших гидравлических потерь в трубопроводе применение такого спо­соба связано с очень значительными потерями, поэтому в чистом виде он не осуществим.

3. Импульсная турбина (подвод газов при переменном давле­нии). Волны давления и скорости создаются в отдельных трубо­проводах сравнительно малого сечения, в которые объединены цилиндры с соответствующим смещением моментов воспламенения. Большая часть энергии переносится к турбине в виде волн давле­ния, в связи с чем на выпуске двигателя возникает обратный под­пор переменного уровня давления, что оказывает влияние на совершаемую поршнем работу выталкивания. С волной скорости транспортируется только малая доля общей энергии.

Для понимания происходящих процессов целесообразно при расчете баланса мощностей исходить из способа наддува при по­стоянном давлении газов перед турбиной (постоянное давление импульсный наддув в этом случае учитывается с помощью до­полнительных коэффициентов пульсации потока и пульсации энергии. Если имеет место импульсный подвод газов к турбине, то расчет (исходя из средних значений давления и температуры) выпускных газов перед турбиной дает кажущийся к. п. д., по­скольку подвод энергии к турбине представлен неверно.

Видео:Определение рабочей точки нагнетателя НЦ-16-76/1,44Скачать

При равновесном режиме работы свободно вращающегося турбокомпрессора выполняются следующие условия.

1. Эффективная мощность компрессора равна эффективной мощности турбины

N _к = N _т . (6.1)

2. Массовый расход газа через турбину находится в определен­ной зависимости от массового расхода воздуха через компрес­сор.

При последовательной схеме наддува (при отсутствии парал­лельно включенного механического нагнетателя) и без учета уте­чек через уплотнения массовый расход газа через турбину равен сумме массового расхода воздуха через компрессор и массового расхода топлива на двигатель, т. е.

Так как L ₀ ? 14,0 кг воздуха/кг топлива, то при ? _с = 1 G _г бу­дет самое большее на 7% превышать G _в . Для двигателей с наддувом, работающих при коэффициентах избытка воздуха, зна­чительно больших единицы и у которых, кроме того, определенное количество воздуха, не принимающее участия в процессе сгора­ния, идет на продувку цилиндров, можно на режимах полной мощности принимать в среднем G _г = 1,03 G _в .

Количество воздуха, нагнетаемое параллельно включенным механическим компрессором, при необходимости должно учиты­ваться в уравнении баланса.

Первое и второе условия достаточны для нахождения рабочей точки турбокомпрессора, работающего независимо от двигателя (например, в соединении с камерой сгорания, служащей генера­тором горячего газа). Для совместной работы с двигателем должны выполняться еще следующие условия.

Видео:Центробежный компрессорСкачать

3. Рабочая точка турбокомпрессора должна лежать на расход­ной характеристике, соответствующей требуемой частоте враще­ния двигателя.

4. Степенью повышения давления и объемным расходом воз­духа при балансе мощностей определена и частота вращения данного турбокомпрессора. Так как компрессор и турбина, как правило, располагаются на одном валу, то п _к = п _т .

Уравнение (6.1) можно представить таким образом:

Здесь ? _т — механический к. п. д. турбокомпрессора, обусловлен­ный трением в подшипниках (при известных условиях также тре­нием в лабиринтных уплотнениях и дисках на тыльной стороне колеса); ? — коэффициент импульсности подвода энергии. Для системы наддува при постоянном давлении газов перед турбиной ?=1.

Читайте также: Компрессор а80 7 2

Так как ? _{i-к ад} можно с достаточной точностью определить с помощью измеренных повышений давления и температуры, а ? _{i-к ад} из-за теплоизлучения нагретой турбины — нельзя, то целесообразно потери на трение в подшипниках общего вала от­нести к турбине, записав следующие равенства:

при стационарном подводе газа можно довольно точно определить с помощью измерений давления и температуры, поскольку для нахождения H _{к ад} и H _{т ад} требуется измерить только перепады давлений и температуры на входе у турбины и компрессора (по­падающие в расчетные формулы в виде отношений абсолютных величин), а не разности температур между входом и выходом, зависящие от потерь на излучение.

Уравнение (6.3) преобразуется далее:

Видео:Как работает компрессор? За что отвечает каждая ручка? Подробный урок из курса Романа СтиксаСкачать

получим степень повышения давления в компрессоре как функцию от степени расширения газов в турбине, коэффициентов полезного действия и отношения входных температур

Это уравнение называется первым основным уравнением турбо­компрессора. В формулу (6.5) следует подставлять значения пол­ных давлений. Если компрессор всасывает воздух из помещения или если в трубопроводе на пути к компрессору отсутствуют по­тери давления, то давление р ₁ равно внешнему давлению р ₀ . Так как энергия потока на выходе из турбокомпрессора не может быть больше использована, то обычно для p ₄ подставляют стати­ческое давление, причем потеря энергии на выходе выражается в к. п. д.

Перепад давления р ₄ / р ₃ или обратную величину — степень расширения газов в турбине ? _т = р ₃ / p ₄ — находят из второго основного уравнения турбокомпрессора

где F _{т экв} — равнозначное отверстие для последовательно вклю­ченных направляющего и рабочего колес турбины, включая коэффициент расхода; ? — коэффициент, учитывающий импульсность потока; для наддува при постоянном давлении газов перед турбиной ? = 1; ? _т —функция истечения при замене турбины на F _{т экв} ,

Чтобы вывести общую зависимость (не зависящую от размеров), после замены ? ₃ на р ₃ /(RТ ₃ ), все члены уравнения, содержащие давление, переносятся в одну сторону:

Наглядная картина работы турбокомпрессора получается, если представить уравнения (6.5) и (6.7) на одной диаграмме. При этом степень повышения давления в компрессоре р ₂ / p ₁ для заданного отношения G _г / G _в (например, равного 1,03) и задан­ного К ₁ (например, К ₁ = 1,1) наносится на диаграмму как функ­ция от ? в зависимости от степени расширения газов в турбине р ₃ /р ₄ . Произведение ? ₁ р ₃ целесообразно нанести по оси ординат вниз для постоянного противодавления р ₄ в зависимости от р ₃ / p ₄ (рис. 6.7).

Уже с помощью одной этой диаграммы можно проследить, как влияет изменение различных параметров на состояние равновесия.

1. Если, например, точка 1 соответствует равновесному ре­жиму работы, то вследствие улучшения к. п. д. ? _к ? _т на 12,5% произошел бы сдвиг в точку 2, т. е. давление наддува повыси­лось бы только за счет повышения к. п. д.

Видео:Как работает торцевое уплотнение? / Центробежный насосСкачать

2. Изменение температуры Т ₃ оказывает двоякое действие. С одной стороны, возрастает ? _т р ₃ при увеличении ?Т ₃ (точка 3″) и вместе с этим также р ₃ / p ₄ (точка 3 ‘), так как при большем объем­ном расходе имеет место больший подпор. В то же время р ₂ / р ₁ возрастает как при увеличении p ₃ / p _4> так и при увеличении ? (точка 3 ).

3. При заданной мощности двигателя на давление наддува можно оказывать влияние путем изменения проходного сечения соплового аппарата турбины. При уменьшении F _{т экв} увеличи­вается ? _т р ₃ (точка 4″), а также р ₃ /р ₄ (точка 4′). При прочих рав­ных условиях р ₂ /р ₁ возрастает (точка 4).

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/chto-takoe-rabochaya-tochka-kompressora

  🔍 Видео

  9. ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ. ТЕРМОДИНАМИКА КОМПРЕССОРОВ. Работа компрессора. Вредный объём.Скачать

  

  Общий принцип работы рефрижераторного осушителяСкачать

  

  Тихий китайский компрессор для нейлера #инструмент #строительство #tools #компрессорСкачать

  

  Как работает ротационный компрессор Принцип работы ротационного компрессораСкачать

  

  Курс ""Турбомашины". Раздел 5.1.1. Характеристика компрессора лекция №1 (лектор Батурин О.В.)Скачать

  

  Как запускать компрессор и как он работает. Компрессор SIGMA 7043711.Скачать

  

  Осушитель Сжатого Воздуха Рефрижераторного ТипаСкачать

  

  Последовательность пуска компрессора в работуСкачать

  

  Солдат ВСУ стреляет в своего – нашли запись камеры в АртемовскеСкачать

  

  КАК РАБОТАЕТ КОМПРЕССОР 👉 простое объяснение динамической обработкиСкачать

  

  Рабочий процесс в осевой ступени турбиныСкачать

  

  Как работает двухроторный компрессор Toshiba?Скачать

  

  Только не говори никому.. Как легко можно восстановить жидкокристаллический экран..Скачать

  

  Как правильно подключить два компрессора одновременно/параллельно. Почему не работает компрессор.Скачать