Характеристики одновального газогенератора турбореактивного двухконтурного двигателя

Лабораторная работа № 1

ХАРАКТЕРИСТИКИ ОДНОВАЛЬНОГО ГАЗОГЕНЕРАТОРА ТРДД

Цель работы

1.  Получить характеристики одновального газогенератора по резуль­татам расчета дроссельной характеристики ТРДД.

2.  Определить значения параметров потока на входе в газогенера­тор на расчетном режиме работы ТРДД.

Общие сведения

В силовых установках можно выделить не только типовые эле­менты (функциональные элементы), но и типовые группы элементов (функциональные модули), характеристики которых имеют вид критериальных зависимостей, справедливых при использовании функционального модуля в двигателях различных схем [1, 2].

На рис. 1.1 показаны типовые функциональные модули ТРДД.

Главным функциональным модулем ГТД любой схемы является газогенератор (ГГ), который может быть выполнен по одновальной и двухвальной схемам. ГГ включает в себя компрессор, камеру сгорания и турбину компрессора ГГ.

Кроме того, в ТРДД можно выделить генератор располагаемой работы (ГРР), в состав которого входят все функциональные элементы двигателя, за исключением выходного устройства (сопел).

На рис. 1.1 изображен также часто используемый в теории ГТД генератор свободной работы (ГСР), включающий в себя ГГ, вентилятор внутреннего контура и часть турбины вентилятора, обеспечивающая вентилятор внутреннего контура [3]. Использование ГСР затруднено невозможностью отработки этого модуля в процессе поузловой доводки двигателя и невозможностью непосредственного применения этого функционального модуля в ГТД других схем.

Неизменность характеристик функциональных модулей при их использовании в ГТД различных схем делает удобным конверти­рование авиационных ГТД в наземные ГТУ путем использования функциональных модулей авиационных ГТД.

Характеристики газогенератора

Характеристики ГГ – зависимости степени повышения давления ГГ , степени повышения температуры ГГ , приведен­ного расхода топлива  (либо комплекса ) и относительной плотности тока на входе в ГГ  (или приведенного расхода воздуха) от параметров, задающих режим работы ГГ.

Рис. 1.1. Функциональные модули ТРДД

ГГ вместе с первым сопловым аппаратом (СА) расположенной за ним турбины является одновальным ТРД с нерегулируемым соплом, поэтому все безразмерные комплексы зависят только от одного безразмерного параметра (т.е. режим работы задается одним параметром), и характеристики такого ГГ однопараметрические. Удобно представлять характеристики ГГ в зависимос­ти от приведен­ной частоты вращения ротора ГГ :

                                                                                            (1.1)

Для доказательства однопараметричности характеристик ГГ не­обходимо рассмотреть условия совместной работы компрессора и турбины ГГ, а также турбины ГГ и СА расположенной за ГГ турбины.

В теории ГТД из баланса расходов газа через компрессор и турбину ГГ с помощью уравнения Христиановича получена формула

                                    ,                                   (1.2)

а из баланса работ компрессора и турбины ГГ –

                                            ,                                           (1.3)

где   ,      .

После подстановки выражения (1.3) в (1.2) получается уравнение линии совместной работы (ЛСР) элементов ГГ

                               .                              (1.4)

Степень понижения давления в ТВД определяется из баланса расходов газа через турбину ГГ и СА расположенной за ГГ турбины:

                                                                            (1.5)