3. Климатические характеристики тВаД

Скоростные характеристики ТВаД обычно не рассматривают, так как ТВаД со СТ используются на наземных установках (V = 0) или на вертолетах (V ≤ 250 км/ч), когда N_e и c_e изменяются в пределах 2…3 %.

Факторами, существенно влияющими на величину N_e и c_e ТВаД наземного применения, являются температура Т_н и давление р_н атмосферного воздуха на входе в двигатель. Только на территории нашей страны сезонное изменение атмосферной температуры происходит в диапазоне от – 60 до + 50^оС.

Атмосферное давление с течением времени заметно изменяется, кроме того, ГТУ могут располагаться как в низинах, так и в горных районах, поэтому необходимо учитывать и влияние атмосферного давления на параметры ТВаД.

Зависимости N_e(Т_н, р_н) и с_e(Т_н, р_н) называются климатическими характеристиками (КХ) ТВаД.

Зависимости N_e(Т_н) и с_e(Т_н) при р_н = const

Зависимости N_e(Т_н) и с_e(Т_н) при р_н = const

При условии, что САУ поддерживает , уменьшение температуры атмосферного воздуха Т_н, следовательно, приводит к . Так как в выходном устройстве ТВаД всегда докритический перепад давлений (с_с < с_кр), то при увеличении давления на его входе будет увеличиваться , следовательно, . Рост степени расширения газа в СТ приведет к увеличению N_СТ и N_е = N_СТ η_СТ (рис. 2.10).

Ф

Рис. 2.10. Зависимости N_e (t_н), с_e (t_н)

изически это объясняется тем, что темп роста давления за СТ сдерживается возрастающим расходом газа через выходное устройство, следовательно, .

Рост N_е происходит так же вследствие роста расхода воздуха М_в.при .

При увеличении М_в САУ, для поддержания заданного коэффициента избытка воздуха α в зоне горения, следовательно, для поддержания будет увеличивать подачу топлива М_т в КС. Однако темп роста М_т при уменьшении Т_н будет ниже темпа роста эффективной мощности N_е. Это объясняется тем, что при будет улучшаться теплоиспользование в двигателе, следовательно, расти эффективный КПД η_е = η_п. В результате удельный расход топлива будет снижаться .

В

Рис. 2.11. Характеристика ОК

ТВаД с нерегулируемым компрессором с уменьшением t_н << 0^оС темпы роста N_e и снижения с_е замедляются (см. рис. 2.10). Это объясняется тем, что при высоких значениях (рабочая точка на ХК движется вверх по ЛСР) (рис. 2.11), заметно падает , следовательно, замедляется темп роста . Если предусмотрено регулирование компрессора во всем диапазоне приведенных частот вращения n_пр, КПД компрессора при высоких значениях n_пр практически не изменяется и темп роста и остается неизменным (см. рис. 2.10)

Зависимости N_e(р_н) и с_e(р_н) при Т_н = const

При росте , следовательно, . Работа расширения газа в СТ L_СТ не изменяется и N_уд = L_eη_СТ = const.

В то же время, при , увеличивается расход газа через сопловой аппарат первой ступени турбины М_г.СА, уменьшается дросселирующий эффект турбины на ОК, следовательно, увеличивается расход воздуха М_в через двигатель. В результате возрастает . При увеличении М_в САУ, для поддержания заданного коэффициента избытка воздуха α в зоне горения, следовательно, для поддержания будет увеличивать подачу топлива М_т в КС пропорционально росту р_н. Так как N_е и М_т растут пропорционально росту р_н с одинаковым темпом, то удельный расход топлива с_е практически не изменяется.