Г Граница устойчивой работы компрессора

I — граница устойчивой работы компрессора (граница помпажа) представляет собой геометрическое место режимов появления помпажа компрессора на различных числах оборотов. Влево от границы расположена область неустойчивой работы компрессора, вправо —область его устойчивых режимов работы [c.210]

Изменение характеристик компрессора при открытии перепускных окон показано на рис. 8.2. Из этого рисунка следует, что перепуск воздуха из компрессора на небольших приведенных частотах вращения приводит к сдвигу рабочей линии в сторону увеличения приведенного расхода воздуха через первые ступени и к сдвигу границы устойчивой работы компрессора в сторону уменьшения приведенных расходов воздуха. В результате запас устойчивой работы компрессора на этих режимах возрастает. [c.137]

Г Граница устойчивой работы компрессора 109, ПО Д Двигатели поршневые 7, 8 [c.213]

Здесь а — граница устойчивой работы компрессора [c.32]

Перепуск воздуха. Перепуск воздуха является одним из наиболее простых способов регулирования компрессора. Как видно из рис. 4.32, устойчивая работа ТРД с нерегулируемым компрессором обеспечивается только при Ппр> пр,н. При меньших значениях пр расход воздуха (газа) через расположенную за компрессором турбину на установившихся режимах оказывается меньшим, чем на границе устойчивой работы компрессора. Следовательно, устойчивую работу двигателя в этой области можно обеспечить, перепустив часть воздуха из проточной части компрессора мимо турбины через специальный клапан (клапан перепуска), управляемый системой автоматического регулирования двигателя. Клапан перепуска часто выполняют в виде стальной ленты, закрывающей окна в корпусе компрессора (окна перепуска). В этом случае может использоваться термин лента перепуска . [c.167]

Для построения границы устойчивой работы компрессора в процессе расчета необходимо [c.180]

Зона устойчивой работы компрессора. Противопомпажные устройства. Важной особенностью лопаточных компрессоров является наличие зоны неустойчивой работы, граница которой нанесена на характеристике (рис. 7.12). Если режим работы компрессора достигнет указанной границы, будет иметь место явление помпажа, которое возникает как следствие срыва потока с лопаток при больших углах атаки на нерасчетных режимах. Помпаж сопровождается резкими колебаниями давления, расхода воздуха и вибрацией лопаток. Работа компрессора в условиях помпажа недопустима. [c.240]

Рис. 5.17. К объяснению явления помпажа а — взаимное положение линий границы помпажа компрессора и рабочих режимов двигателя б — запас устойчивой работы компрессора в — рассогласование работы крайних ступеней осевого компрессора на нерасчетных ре кимах г — схема обтекания лопаток первой, средней и последней ступеней компрессора на пониженном числе оборотов

ВЗЯТЫ В точке Г — на границе устойчивости, а Якр и Gnp.p в точке Р — на рабочей линии при одинаковых значениях п р. Величина Ку показывает степень удаления рабочего режима от границы устойчивости при данной приведенной частоте вращения. Более удобной характеристикой запаса устойчивости работы компрессора является величина АК.у = Ку — — 1) 100 %. (Ку и АКу в значительной степени изменяются по режимам работы компрессора.) В точках Н и В запас устойчивости АКу = 0. Если изменение режима работы двигателя непременно связано с изменением приведенной частоты вращения, то можно представить запас устойчивости компрессора как зависимость АКу от п р. Такая зависимость показана на рис. 7.24, она соответствует рис. 7.23. [c.128]

На рис. 7.30 показано влияние неравномерности потока на входе в компрессор на его характеристики. Смещение границы устойчивости работы из-за неравномерности потока должно быть учтено как при выборе минимального запаса устойчивости А/Су при создании двигателя, так и в эксплуатации при введении ограничений по маневрированию. Для этого необходимо знать зависимость изменения запаса устойчивости от степени неравномерности потока. Для оценки степени неравномерности используются приближенные критерии. Часто используется критерий, определяемый по разности максимального и минимального полного давления потока [c.132]

Низкочастотная нестационарность потока возникает вследствие неустойчивой работы сверхзвукового входного воздухозаборника, турбулентности атмосферы, вибрационного горения в камере сгорания. Снижение скорости потока в процессе колебаний вызывает местное увеличение углов атаки и срыв потока со спинки. Граница устойчивости при этом смещается в сторону увеличения расхода воздуха, а запас устойчивости работы компрессора уменьшается. Снижаются также и tik вследствие увеличения гидравлических потерь при нерасчетном обтекании лопаток. [c.133]

Рис. 4.27. Граница устойчивой работы многоступенчатого компрессора

Нарушение устойчивой работы компрессора ГТД (часто называемое потерей газодинамической устойчивости двигателя) является одним из наиболее опасных отказов авиационной силовой установки. Поэтому в эксплуатации работа на режимах, где рабочая точка располагается вблизи границы устойчивости, т. е. где запас устойчивости мал, недопустима. [c.153]

Следует отметить, что поскольку уменьшение числа Re приводит к одновременному снижению как степени повышения давления, так и расхода воздуха, положение границы устойчивой работы в поле характеристики компрессора при этом изменяется незначительно. Однако это обстоятельство еще не означает отсут- [c.157]

Типичный характер изменения коэффициента затраченной работы L на границе устойчивой работы нерегулируемого осевого компрессора с п р >5 при [c.177]

Компрессор любой энергетической ГТУ снабжен антипомпажной системой. Она используется в режимах пуска и останова ГТУ, а также при попадании ее в режимы, близкие к границе устойчивой работы. На рис. 2.10 приведен пример антипомпажной системы современной ГТУ. Она состоит из двух ступеней сброса воздуха в атмосферу через антипомпажные клапаны (АПК), расположенные за второй и пятой ступенями компрессора. В процессе пуска ГТУ антипомпажные клапаны остаются открытыми до тех пор, пока частота вращения ротора не достигает, приблизительно 90 % рабочего значения. После этого [c.51]

При одномерных синусоидальных помехах, приложенных к давлению на входе, было обнаружено, что граница устойчивой работы системы зависит от амплитуды и частоты помех. Оказалось, что компрессор может выносить достаточно большие низко- и высокочастотные помехи, но он очень чувствителен к помехам в окрестности 500 колебаний в секунду. Когда начина- [c.121]

Из приведенного описания процесса нарушения устойчивости ясно, что условиями самовозбуждения и развития автоколебаний являются наличие на характеристике компрессора участка, на котором снижение расхода приводит к падению р , и расположение исходного режима совместной работы компрессора и сети (точка А) внутри или на границе этого участка. Следовательно, необходимым условием возникновения динамической неустойчивости является [c.151]

В рассмотренном примере (рис. 4.30) предполагалось, что участок характеристики, удовлетворяющий этому условию, имеет левее точки А очень большую крутизну, что типично для средних и высоких частот вращения (участки I и П границы устойчивости компрессора, см. рис. 4,27). Для этого случая характерна внезапное возбуждение помпажных колебаний, которые начинаются таким же резким падением давления и расхода воздуха, как и при срыве (см. рис. 4.28 и рис. 4.29), н в первом же цикле достигают почти максимальной амплитуды (см. рис. 4.29 и 4.30). Крутизна характеристики компрессора меняется около точки А очень резко. Поэтому граница области режимов, где соблюдается условие (4.21) и может возникнуть помпаж, практически совпадает с границей срыва и не. ча-висит от акустических параметров системы, в которой работает компрессор. Но форма потери устойчивости (срыв или помпаж) существенно зависит от размеров и формы присоединенных к компрессору каналов, характеристики дросселя и т. д. Более того, даже в одном и том же компрессоре, работающем в одной и той же системе, могут наблюдаться обе формы потери устойчивости в зависимости от режима работы компрессора (например, помпаж при высоких значениях п н рв и срыв при пониженных их значениях). [c.151]

Смещение границы устойчивости является наиболее важным для практики эксплуатации следствием наличия неравномерности потока. Количественная связь этих явлений в общем случае достаточно сложна, так как определяется конкретным характером неравномерности, типом ступеней и степенью рассогласования на данном режиме работы как отдельных ступеней компрессора, так и лопаточных венцов, расположенных на разных радиусах. Поскольку на практике детальный учет этих факторов не всегда возможен, для инженерной оценки влияния неравномерности на работу компрессора используются различные приближенные критерии. Простей- [c.161]

Иногда системы регулирования включают специальные контуры регулирования, задачей которых является обеспечение устойчивой, без помпажа работы компрессоров открытием антипомпажных клапанов при приближении рабочих точек на их характеристиках к границе помпажа. [c.173]

Еще одной важной особенностью катапультного старта палубных самолетов является попадание пара катапульты на вход в. воздухозаборники двигателей и влияние его на устойчивость работы двигателей. Как указано выше, на устойчивость работы двигателя при попадании пара катапульты оказывают влияние три фактора неравномерный нагрев на входе в компрессор изменение физических свойств паровоздушной смеси по сравнению с воздухом испарение водяных капелек, появляющихся из перегретого пара катапульты при взаимодействии с воздухом. Основным фактором при этом является быстрое нарастание по времени температуры воздуха на входе в компрессор при значительной неравномерности температурного поля. На рис. 3.6 показан качественный характер изменения режимов работы двигателя на характеристике компрессора. Наличие неравномерного температурного поля из-за несимметричности попадания пара на вход в воздухозаборник приводит к дополнительному усилению температурного воздействия на устойчивость работы двигателя. Тепловое воздействие приводит к изменению параметров компрессора и режима его работы. В начальный период времени (в интервале от до t- ) частота вращения и расход топлива в силу инерционности системы регулирования остаются практически неизменными. Однако приведенные частоты вращения Пщ, и расхода воздуха Gnp значительно снижаются, поскольку эти величины обратно пропорциональны корню из температуры воздуха на входе в компрессор. Рабочая точка на характеристике компрессора быстро перемещается к границе 2 неустойчивой работы компрессора и в момент времени возникает неустойчивая работа компрессора — помпаж в двигателе. При этом появляются хлопки, рост температуры газов за турбиной и снижение частоты вращения ротора. Давление за компрессором резко падает, и возникают его колебания, а давление [c.179]

Расположение рабочей линии —р—в, показанное на рис. 2.17, характерно для нерегулируемого высоконапорного компрессора. Как видно, она пересекает границу устойчивости в двух точках в точке н при значении л р , значительно меньшем расчетного, и в точке в при пр , большем расчетного. В первом случае режим неустойчивой работы компрессора называется. ни жни м сры-58 [c.58]

Важной характеристикой осевого компрессора является граница помпа-жа, связанная с явлением помпажа. В процессе работы осевого компрессора возникают возмущения, вызываемые изменениями как частоты вращения, так и сопротивления сети — газовой турбины. Они могут вывести систему компрессор — ГТ из равновесия. Важным показателем этой системы является аккумулирующая способность сети, определяемая возможностью накопления некоего избыточного рабочего тела по сравнению с его установившимся течением. На этот процесс может повлиять также изменение плотности воздуха. В такой системе могут развиваться режимы с вращающимся срывом потока, нарушающие устойчивость течения и приводящие к пульсациям. Эти явления возникают, в частности, при снижении расхода рабочего тела и уменьшении частоты вращения. При дальнейшем снижении расхода в отдельных зонах проточной части компрессора создается устойчивый вращающийся срыв потока, который сильно замедляется, и может иметь место обратное течение ( .j < 0). Развитие этого вращающегося срыва при дальнейшем уменьшении расхода в конце концов приводит к полной потере устойчивости потока и появлению колебаний давления в системе компрессор — ГТ, т.е. возникает помпаж. Это явление характеризуется нарастающим гулом в работающем компрессоре, хлопками в заборном устройстве и выбросом воздуха, появлением вибраций лопаточного аппарата вплоть до его разрушения. Одновременно резко падает КПД компрессора, поэтому явление помпажа недопустимо даже кратковременно [c.50]

Форма и расположение рабочей ли-НИИ в поле характеристики компрессора зависят от расчетных параметров компрессора, типа двигателя и условия (закона) его регулирования. Способы ее построения рассматриваются во второй части книги. Для примера на рис. 4.32 показано типичное расположение рабочей линии на характеристике нерегулируемого компрессора (с высокой расчетной степенью повышения давления), работающего в системе од-новального ТРД. Как видно, в этом случае рабочая линия пересекает границу устойчивой работы компрессора в двух точках н и в. Первая из них лежит в области значений Ппр, меньших расчетного, и поэтому соответствующее ей нарушение устойчивой работы компрессора (при Ппр=Ипр.в) называется нижним срывом . [c.153]

В теории двигателей доказывается, что указанные два параметра ( гпр и Овпр) однозначно определяют реж-им течения воздуха в компрессоре и характер обтекания лопаток всех его ступеней. Поэтому об изменении режима работы компрессора и его параметров судят по так называемым характеристикам компрессора, представляюпхим собой зависимости от и Япр. Такие характеристики показаны на рис. 2.17, где р — расчетная точка, соответствующая гпр=1007о, — рабочая линия, а линия 2—г — граница устойчивой работы компрессора. Приведенная частота вращения ротора выражена в процентах от расчетного значения. [c.57]

Для обеспечения устойчивой работы компрессора при низких температурах воздуха на входе в двигатель необходимо (при отсутствии других средств) так изменить программу регулирования двигателя, чтобы рабочая точка на характеристике компрессора в этой области режимов находилась все время на безопасном удалении от границы устойчивой работы компрессора. Это может быть достигнуто наиболее просто, если зафиксировать рабочую точку на характеристике компрессора, т. е. перейти в указанной области режимов к программе регулирования /2np = onst. Действительная (физическая) частота вращения и температура Т 1 в этом случае должны уменьшаться при снижении температуры Это приводит к снижению тяги двигателя в области ограничения по сравнению с той ее величиной, которая обеспечивалась бы при постоянных и максимальных значениях пи [c.96]

Запас устойчивой работы компрессора Ку (рис. 5.17, б) показывает удаленность данной рабочей точки (режима) ГТД от границы устойчивой работы при пр = onst [c.212]

Имея характеристики компрессора и построив линию рабочих режимов, можно определить тот диапазон изменения приведенной частоты вращения компрессора, в котором возможна устойчивая работа его в системе двигателя при установившихся режимах работы. Как видно на рис. 2.17, по мере приближения к точкам нив расстояние между рабочей линией и границей устойчивости работы постепенно сокращается. Возьмем, например, точку к, расположенную вблизи точки н. Формально она находится в области устойчивых режимов, но практически устойчивую работу компрессора в этой точке гарантировать нельзя. Влияние некоторых эксплуатационных факторов в определенных условиях (например, пульсации потока воздуха на входе в компрессор) может привести к смещению вправо границы устойчивых режимов, и работа компрессора в точке/с окажется неустойчивой. Чтобы компрессор ТРД не попадал в область режимов срыва и помпажа, необходимо иметь гарантированный запас устойчивости. Практически диапазон устойчивой работы компрессора ограничен значениями пртах пртпъ которых запас устойчивости АКу достигает минимально [c.61]

Такой вид напорной линии объясняется следующим пусть при некотором промежуточном положении заслонки 6 (см. рис. 7.4) режим работы компрессора определяется точкой а. Если начать прикрывать заслонку, то расход воздуха уменьшится, а давление за компрессором и, следовательно, я будут возрастать. Продолжая этот процесс дальше, можно изменить режим работы компрессора и последовательно прийти к точкам б, вит. д. Однако, как показывает опыт, при некотором минимальном расходе воздуха, соответствующем точке г, режим работы компрессора становится неустойчивым. Эта точка г является границей его устойчивой работы при заданном п = onst. Если теперь начать приоткрывать заслонку, то расход будет увеличиваться, а рк и Як — падать. [c.109]

Если провести испытания компрессора и построить соответствующие зависимости при нескольких значениях частоты вращения получим полную характеристику компрессора при данных условиях на входе (рис. 4.3). Штриховая линия на этом рисунке соединяет точки г, а штрихпунктирная — точки з, соответствующие различным п. Первая из них называется границей устойчивых режимов работы, а вторая — границей запирания компрессора по выходу. Линия, соединяющая точки о, в которых при каждом значении п достигается максимальная величина tik, носит название линии оптимальных режимов. Наибольщее значение tik достигается обычно при п, меньшей расчетной (на рис. 4. 3 при п=90%). Чем выше п, тем круче становятся характеристики, а их вертикальные участки, расположенные ниже линии в — в, занимают все большую часть общей протяженности напорных кривых между точками г и 3. [c.117]

Рассмотрим механизм воздействия радиальной неравяо.мерно-сти (На работу компрессора. Прежде всего отметим, что наличие такой неравномерности приводит к перераспределению углов атаки на рабочих и неподвижных лопатках. Если какая-либо ступень компрессора работает в неравномерном поле скоростей, то та часть каждой лопатки, которая находится в зоне пониженных осевых скоростей, работает с повышенными углами атаки, а остальная часть, нао борот, с пониженными по сравнению с углами атаки при работе ступени в равномерном поле с такимл же значениями окружной скорости и [расхода воздуха. В результате средние значения углов атаки и работа, передаваемая воздуху в ступени, почти не изменяются, но граница устойчивости может сдвинуться в ту или иную сторону. [c.160]

Менее существенной особенностью работы ступени и компрессора в неравиомерном поле скоростей является то, что вследствие отклонений от оптимальных условий обтекания лопаток КПД ступени (компрессора) и максимальное значение расхода воздуха могут быть несколько снижены. Но это снижение обычно гораздо менее заметно, чем смещение границы устойчивости. [c.161]

Граница режимов, при которых имеют место некие минимальные (в отношении возникновения помпажа) расход воздуха и относительная приведенная частота вращения, называется границей помпажа. Часто вместо нее на характеристике компрессора указывают границу его устойчивой работы, соответствующую предпомпажным режимам. Расчетным путем определяются запасы газодинамической устойчивости компрессора. Близость режима ра- [c.50]

Сопряжение отдельных ступеней позволило перейти к анализу компрессора в целом. Этот анализ, проведенный для двух компрессоров (пяти- и семиступенчатого), показал, что расчетные и экспериментальные участки устойчивой работы хорошо совпадают для широкого интервала оборотов, причем линия границы устойчивости проходит на нисходящих участках характеристик компрессора довольно далеко от точек максимума характеристик. [c.121]

Одним из наиболее важных в эксплуатационном отношении параметров комлрессора является запас устойчивости АКу. Величина АКу при каждом заданном значении параметра пр.. характеризует относительное удаление рабочей точки от границы устойчивых режимов работы компрессора и выражается обычно в процентах. Зависимость запаса устойчивости нерегулируемого компрессора (сплошная линия) и регулируемого компрессора (штриховая линия) от пр показана на рис. 2.18. Как видно, максимальный запас устойч1Ивости достигается при Пар менее 100 /о, а при значительном отклонении Ппр от расчетного значения Д/Су снижается, и особенно сильно у нерегулируемого компрессора. При А/< у = 0 возникает неустойчивая работа компрессора. [c.58]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...