Стр. 11 - Расчет характеристик газотурбинных двигателей в условиях загрязненного воздуха методом малых отклонений

РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В УСЛОВИЯХ
ЗАГРЯЗНЕННОГО ВОЗДУХА МЕТОДОМ МАЛЫХ ОТКЛОНЕНИЙ
9
1. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ГАЗОТУРБИННЫХ
ДВИГАТЕЛЕЙ В МОРСКИХ УСЛОВИЯХ
1.1. Характеристика морской среды
Важнейшим условием при анализе работы ГТД в морских условиях
является знание факторов, вызывающих минерализацию воздуха,
поступающего в двигатель. Влияние морской среды на характеристики
двигателей определяется количеством соли, поступающей с воздухом в
проточную часть двигателей. Солесодержание в воздухе зависит от многих
факторов: влажности воздуха, погодных условий, солености морской воды и др.
При относительной влажности 80% и более - соль растворена в воде и
содержится в каплях воды, находящихся в воздухе в мелкодисперсном
состоянии. При 70% и менее - соль находится в воздухе в виде кристалликов
размерами 0,5 -2 ⋅10-6 м. В диапазоне от 70 до 80% соль может находиться как в
каплях воды, так и в виде кристалликов. Важной характеристикой морского
воздуха является дисперсный состав аэрозолей, так как от него зависит
распределение соли по сечению на входе в двигатель, а следовательно, и
интенсивность отложения солей на отдельных участках газо-воздушного тракта.
Основная масса частиц имеет размеры от 5⋅10-6 до 60⋅10-6 м, при этом
преобладающий размер частиц 25⋅10-6 - 35⋅10-6 м.
На солесодержание в воздухе влияет высота над уровнем моря. Толщина
нижнего приводного слоя, характеризующегося максимальной концентрацией
аэрозолей, составляет 1 - 8 м в зависимости от солености моря и скорости
ветра. Установлено, что наибольшая концентрация солевых частиц в воздухе
наблюдается на высоте 2 - 2,5 м от поверхности воды. С увеличением высоты
концентрация частиц резко падает и на высоте 8 - 10 м она уже на порядок
ниже. Таким образом, чем выше размещено воздухоприемное устройство на
судне, тем в более мелкодисперсном состоянии находятся капли воды с
растворенной в них солью. Солесодержание в воздухе при спокойной погоде
составляет в среднем 10 - 40 мг/кг на высоте до 20 м и значительно возрастает при
волнении. Так, суммарное солесодержание воздуха может меняться от 1 мг/м3 при силе
ветра 1 балл до 100 мг/м3 при волнении 9 баллов.
Исходя из изложенного, над водной поверхностью постоянно существует
солевой “фон”, концентрация которого меняется в зависимости от погодных
условий и солености морской воды. Этот “фон” является основным
источником загрязнения проточной части ГТД. Кроме того, одной из причин
высокой начальной водности на входе в ВОУ при движении судна на волнении
является брызгообразование. Анализ солесодержания морского воздуха
позволяет сделать вывод, что массовая концентрация свободных солевых
частиц на высоте расположения воздухозаборников таких судов, как
экранопланы, будет не более 0,1 мг/кг.