Газодинамические характеристики

В Италии число автомобилей, работающих на газе, приближает^ ся к миллиону. В СССР выпускаются следующие модели газобаллонных автомобилей: грузовые ЗИЛ-138, ГАЗ-53-07, ГАЗ-52-09, ЗИЛ-ММЗ-45023, ЗИЛ-138В1, ГАЗ-52-08, автобусы ЛиАЗ-67?Г, ЛАЗ-695ГТ и легковой автомобиль-такси ГАЗ-24-07. Основное отличие двигателей этих автомобилей от базовых моделей —• повышенная степень сжатия с целью использования высокого октанового числа пропан-бутана.

4300 кг базовой модели ЗИЛ-130-76, запас хода по контрольному расходу топлива составляет 200 км, в то время как у ЗИЛ-130 он достигает 600 км. Карбюратор-смеситель позволяет работать двигателю и на бензине. Мощность .двигателя ЗИЛ-138А со степенью сжатия 6,5 (рассчитанной на использование в качестве резервного топлива бензина А-76) составляет 120 л. с., что на 30 л. с. ниже, чем у базовой модели двигателя. При организации гарантированной заправки природным газом степень сжатия должна быть повышена до 8, что улучшит эксплуатационные показатели газобаллонных автомобилей.

для борьбы с токсичностью выхлопных газов начат выпуск газобаллонных автомобилей для обеспечения ими в первую очередь автохозяйств больших городов;

Двигатели газобаллонных автомобилей — см Двигатели автомобильные газовые

Смесители автомобильные рациональные газовые 11 — 253 —-газобаллонных автомобилей 11—251; —

Характеристики идеальные 11—251 —• газобаллонных автомобилей элементарные 11—252

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ГАЗОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ (двигатели газобаллонных автомобилей)

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Типы газобаллонных автомобилей

Конструктивные схемы газобаллонных автомобилей

Основные параметры газобаллонных автомобилей

Динамические качества газобаллонных автомобилей зависят от изменения мощности двигателя при переводе его на газ.

Для изучения влияния разрушения поверхностного слоя на газодинамические характеристики обтекания тела проводят эксперименты с легкосублимирующими моделями, выбрасываемыми навстречу потоку из баллистических пушек. Время полета моделей составляет обычно 1 —10 мс, хотя при скоростях полета от 9 до 12 км/с уровень теплового воздействия может быть достаточно высок.

Более прогрессивны методы, основанные на решении интегральных уравнений [12], [24]. Они удобны для программирования и рекомендуются для выполнения расчетов на вычислительных машинах. Методы расчетов потенциального потока и построения решеток достаточно подробно изложены в работах [10], [12] и [24]. Для овладения такими методами требуется хорошая математическая подготовка; их можно считать особой специальностью инженера-турбиниста. В обычной проектной практике приходится пользоваться результатами труда указанных специалистов, вложенными во вспомогательные материалы по проектированию проточных частей турбин и компрессоров. К числу таких материалов относятся унифицированные или стандартизированные лопаточные профили и газодинамические характеристики решеток, составленных из таких профилей.

§ 27. ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТУРБИННЫХ РЕШЕТОК

Газодинамические характеристики обычно были результатом экспериментальных исследований путем воздушной продувки

прямых неподвижных решеток в лаборатории. При этом в лабораторном стенде набегающий на решетку поток определенным образом подготовляется, но не уподобляется потоку, который обтекает данную профильную решетку в турбоагрегате при его эксплуатации. В действительности решетка бывает не прямая, а круговая, и поток подходит к ней возмущенным вследствие протекания через предыдущие ступени. Первое обстоятельство приводит к так называемым веерным потерям, которые необходимо причислять дополнительно к потерям в прямой неподвижной решетке, а характер потока ввиду указанных возмущений дополнительно изучить, сравнив с характером потока при воздушной продувке плоских решеток в лаборатории, и потери, вызванные неучтенной при продувке возмущенностью потока, тоже дополнительно учесть. Далее мы увидим, как указанные выше обстоятельства в настоящее время учитываются с допустимой точностью и, следовательно, при проектировании проточной части лопаточных машин вполне возможно в качестве исходных принять газодинамические характеристики плоских неподвижных решеток, полученные в лабораториях путем воздушной продувки.

1. Мы не умеем по-инженерному проектировать лопаточные профили. Этот недостаток сказался в вопросе стандартизации лопаточных профилей, решая который пришлось отбирать из заводских нормалей необходимое и достаточное число профилей, чтобы стандартизировать и применять их на всех турбинострои-тельных предприятиях. Такой отбор надо делать обоснованно, чтобы убедить заводы отказаться от своей практики при переходе на стандартизованные профили. Здесь мало знать одни газодинамические характеристики, которые, как было выше сказано, не учитывают всех потерь течения. В основу такого отбора следует положить сравнимые характеристики нормализованных профилей различных заводских нормалей и по таким характеристикам

Нас более всего интересуют газодинамические характеристики нормализованных профилей и использование их при проектировании проточных частей. Такие характеристики приведены в отраслевых нормалях [21, 22]. Выбирая профили неподвижных решеток при проектировании, следует, конечно, воспользоваться указанным документом. Здесь же полезно остановиться лишь на

Для определения аэродинамических характеристик профиля нам придется использовать график на рис. 2, стр. 13, приложение III в [21]. Для профиля Н-16 экспериментальные газодинамические характеристики даны на стр. 18, приложение III в [21 ].

В основе применения теории пограничного слоя для указанных расчетов лежит распределение давлений и скоростей потока по контуру лопаточного профиля в решетке. Это распределение находят путем стендового лабораторного эксперимента, а также с достаточной степенью точности расчетным путем (см. § 29). Вырабатывая расчетную технику, надо сначала подвергнуть расчетам решетки, продутые на газодинамическом стенде. Сопоставление расчетных и экспериментальных результатов позволит внести необходимые корректировки в технику расчетов и добиться вполне удовлетворительного совпадения их результатов с экспериментом. Овладев таким образом техникой расчетов, можно строить газодинамические характеристики интересующих нас решеток, не прибегая к их продувке.

Изложенное в § 28—31 позволяет рассчитать потери течения в прямых плоских решетках турбинных профилей, характеристики которых обычно получают экспериментально путем воздушной продувки на газодинамических стендах. Такие расчеты неоднократно выполнялись и выполняются теперь. Это полезно, во-первых, для того, чтобы не испытывать каждую новую решетку в лаборатории и тем самым сохранять материальные средства, труд и время. Спроектировав решетку, можно сравнительно простыми расчетами получить ее газодинамические характеристики. По расчетным характеристикам можно сравнить данную решетку с другими, достаточно испытанными, и видеть ее относительные качества. Вариантов проекта решеток можно сделать несколько, выбрав из них наиболее подходящий к требованиям. Затем выбранную решетку подвергнуть лабораторным исследованиям в целях получения более надежных ее характеристик. Во-вторых, если решетка выбрана из числа известных и испытанных, то при специфических условиях проекта турбоагрегата всегда целесообразно посмотреть, как она будет работать в этих условиях. С уверенностью можно сказать, что условия эксперимента, при помощи которого были получены экспериментальные характеристики выбранной решетки, могут и будут заметно отличаться от условий проекта.

Общий вывод из последних четырех параграфов данной книги таков: инженер-турбиностроитель, проектировщик проточной части турбоагрегата, должен уметь расчетным путем, пользуясь современными достижениями газодинамики и теории турбин, строить газодинамические характеристики решеток турбинных лопаточных профилей.