Дросселировании двигателя

Рис. 33-20. Схематическое изображение на диаграмма s — I характеристики вентилятора при дроссельном регулировании

где hwx — переменное сопротивление дросс°ль-ного клапана. Изменением hwx можно получить любое значение производительности Q^ в пределах от нуля до <2д. В связи с тем, что при дроссельном регулировании не весь располагаемый напор Н, создаваемый насосом, полезно используется в сети, к. п. д. насосной установки ниже, чем к. п. д. насоса YJ:

Фиг. 25. Тепловой процесс на «-диаграмме при дроссельном регулировании.

меньший удельный расход пара, чем турбина с сопловым регулированием, имеющая регулировочную ступень с парциальным подводом пара и со сравнительно низким к. п. д. При малых нагрузках, наоборот, расход пара в случае соплового регулирования значительно ниже, чем при дроссельном регулировании, и преимущества первого способа весьма ощутимы.

При этом способе регулирования тепловой процесс в турбине протекает так же, как в случае дроссельного регулирования. Удельный расход тепла, однако, оказывается меньше, чем при дроссельном регулировании, так как при частичной нагрузке можно снизить расход энергии на привод питательного насоса и, кроме того, поддерживать температуру перед соплами турбины на одном уровне, тогда как при дроссельном регулировании для пара высокого давления эта температура значительно снижается

Ниже излагаются особенности работы турбины при дроссельном регулировании. Обычно различают экономическую и номинальную нагрузки турбин. Если дроссельное парораспределение сочетается с обводным, то повышение нагрузки от экономической до номинальной осуществляется подводом части свежего пара в камеру одной из промежуточных ступеней. Максимальные теп-лопадения на ступенях до перегрузочной камеры будут при экономической нагрузке. Максимальные теплопаде-ния на ступенях за перегрузочной камерой будут при номинальной нагрузке и расчетных параметрах пара. При наличии обводного регулирования необходимо следить за тем, чтобы количество пара, протекающее через ступени до перегрузочной камеры, во избежание перегрева лопаток не было очень малым.

При полной нагрузке турбины давление и температура пара после клапанов в клапанной и сопловой коробках мало отличаются от их значений в паропроводе свежего пара. При частичной нагрузке давление после клапанов в некоторых конструкциях существенно снижается (при так называемом дроссельном регулировании), в других же конструкциях (при количественном регулировании) давление и температура в отдельных сопловых коробках уже при частичных нагрузках мало отличаются от соответствующих параметров свежего пара.

Изменение мощности, требующейся для привода дымососа или вентилятора, в зависимости от подачи можно принять прямолинейным. Таким образом, при дроссельном регулировании (задвижкой)

4-16. При регулировании направляющим аппаратом потребляемая мощность на валу машины определяется производительностью, полным давлением, развиваемым вентилятором, и его к. п. д. в данном режиме. При этом возникают дополнительные потери в самой машине, зависящие от угла поворота лопаток направляющего аппарата и вызывающие снижение к. п. д. машины. Степень этого снижения зависит от типа машины, типа направляющего аппарата, глубины регулирования, а также от положения исходного режима на характеристике машины. Однако даже при этом снижении к. п. д. машины расход мощности меньше, чем при дроссельном регулировании, за счет уменьшения создаваемого машиной давления до значения сопротивления тракта.

При дроссельном регулировании увеличение давления свежего пара при неизменной нагрузке турбины не оказывает существенного влияния на изменение ее мощ--ности. Последнее объясняется тем, что давление пара за дроссельным клапаном зависит от расхода пара через турбину, а при постоянном расходе все изменения давления пара перед дроссельным клапаном будут компенсироваться изменением открытия дроссельного клапана и дросселированием пара. Дросселирование (мятие) 98

При сопловом регулировании перепуска пара в ч;, н. д. повышение давления в камере отбора ведет к перегрузке рабочих лопаток регулирующей ступени ч. н. д., а при дроссельном регулировании без специаль-

При дросселировании двигателя он сначала возрастает до величины 0,84—0,88, а затем при 0,97 дальнейшем снижении оборотов падает (рис. 2.5). о,92

изменяется обратно пропорционально величине тт. С уменьшением оборотов сначала происходит обеднение смеси (до а=4,5— —5); при дальнейшем дросселировании двигателя топливовоз-душная смесь обогащается.

С уменьшением оборотов двигателя от максимальных до минимальных степень сжатия компрессора снижается во много раз (от тск(расч) до величины, примерно равной 1). Это обусловливает увеличение удельного расхода топлива при дросселировании двигателя. Однако в области максимальных оборотов,.в которой абсолютные значения лк еще высоки, интенсивное снижение температуры газа перед турбиной, пропорциональное квадрату

Пусть при дросселировании двигателя на некотором числе оборотов (лнА<ямакс) лопатки поворотного направляющего аппарата поворачиваются на угол Аф в сторону вращения компрессора и дальнейшее уменьшение оборотов двигателя производится уже при новом и неизменном положении лопаток (например,

При критическом перепаде давлений в реактивном сопле (<7(А5 )=1) линия рабочих режимов [см. уравнение (4.6)] изображается слабоизогнутой параболой 1-а. Если же учесть докритические перепады давлений [q (Х- ) < 1], которые наступают при дросселировании двигателя, то линия рабочих режимов J-b отклонится в область меньших значений ^(Л; ).

Этому случаю соответствуют сравнительно низкие значения 7"з и высокие значения у (рис. 4.2). Тогда при дросселировании двигателя.по мере снижения числа оборотов и, следовательно,.

Распределение суммарной степени расширения между турбиной и реактивным соплом на докритических режимах истечения газа из реактивного сопла можно произвести по методике, изложенной для ТРД. На рис. 4.10 показано распределение суммарной степени расширения газа между турбиной и реактивным соплом при дросселировании двигателя. Изменение тс* , щ и

С уменьшением числа оборотов геометрически неизменяемого одновального ДТРД степень двухконтурности его сначала увеличивается (рис. 4.11). Такая закономерность объясняется тем, что весовой расход воздуха через данный контур зависит главным образом от степени сжатия компрессора. При дросселировании двигателя степень сжатия в первом контуре, имеющая более высокое исходное значение, уменьшается более интенсивно, чем во втором контуре. Это приводит к тому, что расход

сравнению с ТРД уменьшается незначительно. При дальнейшем дросселировании двигателя она, достигнув некоторого минимума, начинает быстро расти. Во всем диапазоне рабочих оборотов значение Тз У производного ДТРД оказывается существенно выше, чем у исходного ТРД (рис. 4. 12). На рис. 4. 12 показано,

что при снижении оборотов двигателя на 35%, относительное значение Тз для ДТРД равно 0,70, а для ТРД — 0,55; таким образом, температура газа перед турбиной ДТРД оказывается выше на 190°, Влияние степени двух-контурности на относительное изменение температуры газа перед турбиной ДТРД при дросселировании двигателя приведено на рис. 4.13. Чем больше значение у, а следовательно, ниже пК11 , тем выше уровень темпе-.

Физически непрерывный рост удельного расхода топлива геометрически неизменяемого ДТРД со снижением чисел оборотов объясняется ухудшением эффективного к. п. д. цикла при относительно малом «удельном» ,весе в ДТРД потерь с выходной скоростью. В то же время у ТРД уменьшение значительных потерь кинетической энергии потока при дросселировании двигателя лриводит к появлению минимума Суд. Непрерывный рост Суя при дросселировании приводит к тому, что уже при небольшой степени дросселирования исчезает преимущество ДТРД над ТРД по экономичности. На режимах более глубокого дросселирования удельный расход топлива ТРД оказывается существенно меньше, чем у двухконтурного ТРД (рис. 4.15, а).