Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Исходные данные: вариант 09
=460 кг/с;
=520 ;
=2,85;
=10;
=2,1;
m=1;
=1,15;
=6,2 МПа;
Построение динамической характеристики и линий ограничения работы двигателя.
Рассчитываем зависимость расхода топлива от и по формуле:
Пример: =0 , =0,4
Результаты расчётов сводим в таблицу 1.
Таблица 1
|
=0 |
=0,2 |
=0,4 |
=0,6 |
=0,8 |
=1,0 |
=1,2 |
|
|
=0,4 |
0,19 |
0,256 |
0,322 |
0,388 |
0,454 |
0,52 |
0,586 |
|
=0,6 |
0,34 |
0,406 |
0,472 |
0,538 |
0,604 |
0,67 |
0,736 |
|
=0,8 |
0,61 |
0,676 |
0,742 |
0,808 |
0,874 |
0,94 |
1,006 |
|
=1,0 |
1 |
1,066 |
1,132 |
1,198 |
1,264 |
1,33 |
1,396 |
|
=1,2 |
1,51 |
1,576 |
1,642 |
1,708 |
1,774 |
1,84 |
1,906 |
По результатам данного расчёта строится динамическая характеристика ГТД (см. рис. 1).
Выражение для расчёта линии ограничения режимов по максимально допустимой температуре газов перед турбиной при приёмистости:
, где ;
Пример расчёта:
Выражение для расчёта линии ограничения по :
Пример расчёта:
Результаты расчётов сводим в таблицу 2:
Таблица 2
|
Ограничение |
Ограничение |
|
|
=0,4 |
0,279 |
0,475 |
|
=0,6 |
0,772 |
0,506 |
|
=0,8 |
1,056 |
0,854 |
|
=1,0 |
1,278 |
1,518 |
|
=1,2 |
1,467 |
2,497 |
Полученные ограничения наносятся на характеристику, отсекая область , где работа двигателя недопустима.
Расчёт оптимальной приёмистости:
Весь процесс приёмистости продолжается от момента начала работы двигателя на до , что соответствует =1
Определение оборотов РВД на «max» при САУ:
где
По кривой оптимальной приёмистости определяются значения для точек 1 и 2:
=0,23; =0,464; =0;
=0,44; =0,464; =0,62;
Абсолютные значения и в начале первого интервала при :
=0,464*2815=1307 об/мин;
=0,62*520=322,4(об/мин)/сек ;
Используя формулу:
и динамическую характеристику определяются следующие величины:
. Расчёт производится до тех пор, пока не достигнет максимального значения в точке 19. При этом продолжительность временного интервала выбирается так, чтобы в конце этапа приёмистости =1. Общее время приёмистости, т.е время от МГ до МАХ, будет равно суммарной продолжительности всех этапов. При этом минимальный интервал времени выбираем в пределах 0,5 сек. Из типовой тарировочной характеристики [1] коллектора двухканальных топливных форсунок определяется относительное давление перед форсунками в каждый момент времени, а затем определяется абсолютное давление по формуле:
Результаты заносим в таблицу 3.
Таблица 3
|
,с |
,МПа |
||||||
|
0 |
1307 |
0 |
0,464 |
0 |
0,23 |
0,1 |
0,62 |
|
0 |
1307 |
322,4 |
0,464 |
0,62 |
0,44 |
0,25 |
1,55 |
|
0,2 |
1371 |
327,6 |
0,487 |
0,63 |
0,47 |
0,295 |
1,829 |
|
0,2 |
1437 |
317,2 |
0,510 |
0,61 |
0,46 |
0,28 |
1,736 |
|
0,2 |
1500 |
306,8 |
0,533 |
0,59 |
0,47 |
0,295 |
1,829 |
|
0,2 |
1562 |
296,4 |
0,555 |
0,57 |
0,47 |
0,295 |
1,829 |
|
0,2 |
1621 |
275,6 |
0,576 |
0,53 |
0,48 |
0,27 |
1,674 |
|
0,2 |
1676 |
260 |
0,595 |
0,5 |
0,5 |
0,28 |
1,736 |
|
0,2 |
1728 |
260 |
0,614 |
0,5 |
0,52 |
0,29 |
1,798 |
|
0,2 |
1780 |
260 |
0,632 |
0,5 |
0,54 |
0,295 |
1,829 |
|
0,2 |
1832 |
260 |
0,651 |
0,5 |
0,56 |
0,31 |
1,922 |
|
0,2 |
1884 |
270,4 |
0,669 |
0,52 |
0,6 |
0,35 |
2,17 |
|
0,2 |
1938 |
280,8 |
0,688 |
0,54 |
0,62 |
0,37 |
2,294 |
|
0,2 |
1994 |
301,6 |
0,708 |
0,58 |
0,66 |
0,46 |
2,852 |
|
0,2 |
2054 |
312 |
0,730 |
0,6 |
0,7 |
0,5 |
3,1 |
|
0,2 |
2117 |
322,4 |
0,752 |
0,62 |
0,74 |
0,54 |
3,348 |
|
0,2 |
2181 |
338 |
0,775 |
0,65 |
0,79 |
0,64 |
3,968 |
|
0,2 |
2249 |
384,8 |
0,799 |
0,74 |
0,86 |
0,78 |
4,836 |
|
0,2 |
2326 |
416 |
0,826 |
0,8 |
0,92 |
0,8 |
4,96 |
|
0,2 |
2409 |
468 |
0,856 |
0,9 |
1,01 |
1 |
6,2 |
|
0,2 |
2503 |
535,6 |
0,889 |
1,03 |
1,12 |
1,23 |
7,626 |
|
0,2 |
2610 |
556,4 |
0,927 |
1,07 |
1,2 |
1,45 |
8,99 |
|
0,2 |
2721 |
494 |
0,967 |
0,95 |
1,24 |
1,54 |
9,548 |
|
0,19 |
2815 |
416 |
1,000 |
0,8 |
1,28 |
1,60 |
9,92 |
Таким образом, время оптимальной приёмистости составляет 4,39 сек.
Однако, реальная работа АП будет отличаться от оптимальной работы, и
наша задача – сделать это время минимальным.
В данном случае АП приёмистости работает на самой границе устойчивой работы. Необходимо сделать запас по устойчивости равный примерно 10%. Получается, что характеристика расхода топлива опустится на 10%.
Точно таким же методом подсчитываем время приёмистости.
Результаты расчётов заносим в таблицу 4
Таблица 4
|
,с |
,МПа |
||||||
|
0 |
1307 |
0 |
0,464 |
0 |
0,23 |
0,1 |
0,62 |
|
0 |
1307 |
260 |
0,464 |
0,5 |
0,4 |
0,18 |
1,116 |
|
0,2 |
1359 |
280,8 |
0,483 |
0,54 |
0,42 |
0,2 |
1,24 |
|
0,2 |
1415 |
249,6 |
0,503 |
0,48 |
0,42 |
0,2 |
1,24 |
|
0,2 |
1465 |
228,8 |
0,520 |
0,44 |
0,42 |
0,2 |
1,24 |
|
0,2 |
1511 |
218,4 |
0,537 |
0,42 |
0,42 |
0,2 |
1,24 |
|
0,2 |
1554 |
208 |
0,552 |
0,4 |
0,43 |
0,22 |
1,364 |
|
0,2 |
1596 |
197,6 |
0,567 |
0,38 |
0,44 |
0,25 |
1,55 |
|
0,2 |
1635 |
192,4 |
0,581 |
0,37 |
0,44 |
0,25 |
1,55 |
|
0,2 |
1674 |
182 |
0,595 |
0,35 |
0,45 |
0,255 |
1,581 |
|
0,2 |
1710 |
182 |
0,608 |
0,35 |
0,46 |
0,26 |
1,612 |
|
0,2 |
1747 |
182 |
0,621 |
0,35 |
0,47 |
0,265 |
1,643 |
|
0,2 |
1783 |
182 |
0,633 |
0,35 |
0,48 |
0,27 |
1,674 |
|
0,2 |
1819 |
182 |
0,646 |
0,35 |
0,5 |
0,28 |
1,736 |
|
0,2 |
1856 |
182 |
0,659 |
0,35 |
0,52 |
0,29 |
1,798 |
|
0,2 |
1892 |
182 |
0,672 |
0,35 |
0,53 |
0,295 |
1,829 |
|
0,2 |
1929 |
187,2 |
0,685 |
0,36 |
0,55 |
0,3 |
1,86 |
|
0,2 |
1966 |
197,6 |
0,698 |
0,38 |
0,57 |
0,31 |
1,922 |
|
0,2 |
2006 |
200,2 |
0,712 |
0,385 |
0,59 |
0,34 |
2,108 |
|
0,2 |
2046 |
202,8 |
0,727 |
0,39 |
0,62 |
0,37 |
2,294 |
|
0,2 |
2086 |
208 |
0,741 |
0,4 |
0,64 |
0,4 |
2,48 |
|
0,2 |
2128 |
208 |
0,756 |
0,4 |
0,67 |
0,47 |
2,914 |
|
0,2 |
2169 |
213,2 |
0,771 |
0,41 |
0,7 |
0,5 |
3,1 |
|
0,2 |
2212 |
223,6 |
0,786 |
0,43 |
0,73 |
0,53 |
3,286 |
|
0,2 |
2257 |
244,4 |
0,802 |
0,47 |
0,77 |
0,6 |
3,72 |
|
0,2 |
2306 |
270,4 |
0,819 |
0,52 |
0,81 |
0,63 |
3,906 |
|
0,2 |
2360 |
301,6 |
0,838 |
0,58 |
0,86 |
0,76 |
4,712 |
|
0,2 |
2420 |
317,2 |
0,860 |
0,61 |
0,92 |
0,85 |
5,27 |
|
0,2 |
2483 |
338 |
0,882 |
0,65 |
0,97 |
0,95 |
5,89 |
|
0,2 |
2551 |
364 |
0,906 |
0,7 |
1,06 |
1,13 |
7,006 |
|
0,2 |
2624 |
364 |
0,932 |
0,7 |
1,08 |
1,18 |
7,316 |
|
0,2 |
2697 |
312 |
0,958 |
0,6 |
1,12 |
1,23 |
7,626 |
|
0,2 |
2759 |
275,6 |
0,980 |
0,53 |
1,14 |
1,27 |
7,874 |
|
0,2 |
2814 |
234 |
1,000 |
0,45 |
1,15 |
1,32 |
8,184 |
Теперь суммарное время приёмистости составляет 6,4 секунды.
Время приёмистости незначительно возросло, это вызвано тем, что в этом случае набор оборотов осуществляется с меньшей скоростью (подача топлива меньше чем в первом случае), с некоторым запасом по устойчивости, как это обычно делается в реальности для достижения большей безопасности.
Однако, время приёмистости равное 6,4 секунды вполне приемлемо для реальных маршевых двигателей.
Рисунок 1 – График расчета оптимальной приемистости
Рисунок 2 – График расчета автомата приемистости
Расчет автомата приемистости двухвального ТРДД
Разгон и запуск ГТД являются неустановившимися режимами при которых все параметры рабочего процесса изменяются во времени. Характеристики процессов разгона и запуска существенно влияют на надежность и ресурс ГТД .
Способность ГТД к изменению режима полета, и соответственно, развиваемой им тяги называется приемистостью.
Приемистость авиационных ГТД оценивается временем разгона ротора двигателя от частоты вращения на режиме малого газа nмг до частоты вращения на максимальном режиме nмах.
Задача управления двигателя в процессе приемистости состоит из двух частей:
- определение оптимального закона, обеспечивающего наилучшую приемистость при сохранении параметров двигателя в допустимом диапазоне с точки зрения прочности ,устойчивости и надежности работы всех его элементов.
- реализация выбранного закона с помощью САУ путем воздействия на регулирующие факторы и, в первую очередь на расход топлива Gт.
Обеспечение минимального времени приемистости вручную, путем определенного закона перемещения РУД летчиком , является практически невозможным. На практике процесс разгона двигателя осуществляется применением специальных автоматов приемистости в системах топливоподачи , которые автоматически ограничивают расход топлива в любых условиях эксплуатации.
В САУ современных авиационных ГТД находят применение четыре основных типа автоматов приемистости:
- временные, изменяющие подачу топлива в камеру сгорания по времени;
- пневматические, в которых закон изменения Gт зависит от перепада давлений на выходе и входе в компрессор либо от степени повышения давления воздуха в компрессоре и давления окружающего воздуха;
- тахометрические, ограничивающие расход топлива в зависимости от частоты вращения;
- комбинированные, совмещающие лучшие черты трех первых типов и учитывающие изменении температуры окружающего воздуха.
Опыт эксплуатации автоматов приемистости авиационных ГТД показывает, что даже современные АП не могут обеспечивать потребное изменение GТ во всем диапазоне частот вращения ротора двигателя. Обычно АП более выбирается простой или комбинированный, состоящий из нескольких простых, закон изменения GТ в зависимости от n.
Поскольку при этом во всем диапазоне изменения частоты вращения располагаемая величина расхода топлива (GТ)расп , обеспечиваемая с помощью АП , не должна превышать (GТ)потр , из условия оптимальной приемистости, то действительное время приемистости tд будет всегда выше оптимального tопт.