Этап3. Расчет линии предельных режимов и программы управления ТРДДсм

Расчет характеристик газогенератора и турбокомпрессорного модуляТРДДсм

Формулы (1.5), (1.6) и (1.7) позволяют рассчитать характеристику ГГ во всем диапазоне , используя вычисленные ранее в п.1.2.1 p^*_гг.р, t^*_гг.р и D^*_гг.р.

Второе обращениек программе расчета на ЭВМ (этап 2)

Расчет положения рабочей линии на характеристике КВД и КНД (рис. 1.8),характеристик ГГ и ТКМ во всем диапазоне производится на ЭВМ. Для этого в ЭВМ необходимо ввести полученные в пункте 1.2.3ручным расчетом на калькуляторе по формулам (1.5, 1.6 и 1.7) значения π*_ГГ, τ*_ГГ и Δ*_ГГ для = 0,95.

Результаты расчета на ЭВМ в виде графиков выводятся на экран дисплея и в текстовый файл. Их следует записать в папку, определенную при первом обращении к программе расчета ТРДДсм на ЭВМ.

Рис. 1.8. Рабочие линии на характеристиках КНД и КВД

Формирование программы управления двигателя на максимальном режиме начинается с построения так называемой «линии предельных режимов» (ЛПР), которая ограничивает максимально допустимые значения приведенной (и, соответственно, физической n) частоты вращения роторов двигателя в зависимости от температуры заторможенного потока воздухаТ^*_вна входе в него. Эти значения могут быть ограничены (в том или ином диапазоне значенийТ^*_в) прочностью роторов (n_нд.max, n_вд.max), жаропрочностью лопаток газовой турбины (Т^*_г.max) или газодинамической устойчивостью каскадов компрессора (DК_у.min).

При обычном расположении рабочей линии на характеристиках КНД и КВД ТРДДсм минимальные запасы устойчивостиDК_у.minнаблюдаютсяв КНД в области приведенных частот вращения, превышающих расчетную, т.е. при >1,0. Поэтому ограничению поDК_у.minсоответствуетограничение . Существенное снижение DК_у может наблюдаться также в КВД в области пониженных частот вращения. Но DК_у.min обеспечивается в этом случае не за счет ограничений, а путем соответствующего регулирования компрессора.

ЛПР представляется в виде максимального (с учетом этих ограничений) значения в зависимости отТ^*_в, как показано нарис.1.9, а) и строится по результатам расчета характеристики турбокомпрессорного модуля (ТКМ) двигателя.

Для построения ЛПР прежде всего, следует определить ограничиваемые величины, т.е. значения _нд.max, _вд.max,Т^*_г.maxи .

Одно из ограничений физической частоты вращения _нд.maxили _вд.maxдолжно быть задано равным 100% отрасчетного (или в относительном виде равным 1,0), поскольку расчетный режим является максимальным. Частота вращения другого ротора обычно ограничивается величиной 102…105%. Таким образом, в относительном виде задается:или _нд.max= 1,02 … 1,05 и тогда _вд.max= 1,0;или _вд.max= 1,02 … 1,05 и тогда

_нд.max= 1,0.

Максимально допустимая температура газовТ^*_г.maxв турбинах с охлаждаемыми лопатками обычно всего лишь на 20…40 градусов превышает расчетную, т. е. Т^*_г.max=Т^*_г+ (20 … 40К).

Значение DК_у.minи, соответственно, определяетсянеобходимостью иметь достаточный запас устойчивости на переходных режимах и при возникновении возмущений на входе в компрессор, возникающих при различных углах атаки и скольжения. В данной работе значение выбирается на основании статистических данных, согласно которым оно обычно равно 100…105% (т. е. в относительном виде

=1,0 … 1,05).

По заданнымзначениямограничиваемыхпараметров _нд.max, _вд.max,Т^*_г.max и ЭВМ строит график, содержащий кривые

=f(), =f() и =f(), который показан на рис. 1.9,а. Затем на тот же график наносится горизонтальная линия, соответствующая ограничению по запасу устойчивости КНД, т.е. линия =const. После этого по точкам пересечения построенных кривых определяются температурыТ^*_в1, Т^*_в2иТ^*_в3, соответствующие переходу от одного ограничения к другому.

При этом, возможно, что не все из этих значений температур (кромеТ^*_в1) могут быть определены, т.е. не все кривые будут иметь точки пересечения в рассматриваемом диапазоне значенийТ^*_в.

Линией предельных режимов является огибающая снизу линий =f( _нд.пр), =f( _нд.пр), =f( _нд.пр) и линии =const. Она является основой для формирования программы регулирования двигателя на максимальном режиме (рис. 1.9,б).

Третье обращение к программе расчета на ЭВМ (этап 3)

Линия предельных режимов рассчитывается и строится с помощью ЭВМ после задания в диалоговом окне, которое выводится на экран при обращении к этапу расчета ЛПР, значений ограничиваемых параметров в следующих диапазонах: _нд.max= 1,02 … 1,05; _вд.max= 1,02 … 1,05; =1,0 … 1,05; Т^* _г.max = Т^* _г.р + (20 … 40К), где Т^* _г.р – расчетное значениетемпературы газов перед турбиной, заданное в бланке – задании на курсовую работу.

Дата добавления: 2014-12-27