Изменение парциальности подвода газа к колесу турбины

При парциальном подводе газа к рабочему колесу турбины предполагается разделение его движения на два и более потоков. Существуют различные способы разъединения потока по подводящим каналам и соответствующие методы изменения парциальности подвода газа к колесу турбины. Наибольшее применение получило изменение парциальности подвода газа дросселированием его на входе в турбину. Дросселирование газа на входе предполагает перекрытие части проходного сечения безлопаточного соплового аппарата (БСА) турбины с целью ограничения расхода газов через турбину на частичных режимах. При этом создается местное сопротивление, вследствие чего и уменьшается расход газа через турбину ТКР. Изменяя величину проходного сечения второго канала можно добиться изменения мощности турбины и, следовательно, либо поддерживать постоянное давление наддува, либо, при необходимости, повысить его, обеспечив при этом устойчивую работу агрегата наддува. Примером изменяемого парциального подвода газа к колесу турбины является турбокомпрессор VST (BWST, США) [32], приведённый на рис. 10.10.

БСА турбины 3 разделён на два подводящих канала – основной и дополнительный. В процессе работы системы регулирования пневмопривод 5 перемещает регулирующую заслонку 4, осуществляя регулирование площади проходного сечения дополнительного канала. Рассмотрим работу системы регулирования ТКР VST б подробнее по рис. 10.11 [29].

На режимах малых частот вращения (рис. 10.11.а) регулирующая заслонка 5 находится в закрытом положении, подвод газов на рабочее колесо турбины 1 осуществляется только через основной подводящий канал 2, благодаря чему поддерживается достаточно высокая степень расширения газов на турбине p_t. При повышении частоты вращения коленчатого вала до величин, превышающих частоту вращения на режиме максимального крутящего момента (рис. 10.11.б) исполнительный механизм через тягу управления 6 открывает регулирующую заслонку, проходное сечение дополнительного подводящего канала 3 увеличивается, что приводит к увеличению расхода газа через турбину. При этом, увеличение частоты вращения коленчатого вала не приводит к существенному росту p_t, что позволяет поддерживать давление наддува практически постоянным. Дальнейшее повышение частоты вращения коленчатого вала (рис. 10.11.в) приводит к перемещению заслонки 5, при котором открывается байпасный канал 4, что позволяет осуществить регулируемый перепуск газов минуя турбину и сохранить постоянное давление наддува на скоростных режимах, близких к номинальной частоте вращения коленчатого вала.

Существенным недостатком регулирования наддува этим способом является уменьшение работоспособности газов (увеличение энтропии и понижение давления не связанное с совершением механической работы, характерное для процессов дросселирования) обусловленное потерями на преодоление местного сопротивления. В некоторых случаях эти потери могут оказаться значительными, однако относительная простота и компактность системы, подобной примененной на ТКР VST, показывают возможную перспективность этого метода регулирования наддува на малоразмерных двигателях.

Дата добавления: 2014-10-17