Стр. 23 - Расчет характеристик газотурбинных двигателей в условиях загрязненного воздуха методом малых отклонений

РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В УСЛОВИЯХ
ЗАГРЯЗНЕННОГО ВОЗДУХА МЕТОДОМ МАЛЫХ ОТКЛОНЕНИЙ
21
является коэффициент распределения примеси по контурам, который будет
зависеть от конструкции воздухозаборного устройства, размеров и плотности
частиц, режима работы двигателя, степени двухконтурности, режима движения
аппарата и внешних условий. Одним из основных параметров загрязненной
среды является массовая концентрация примеси в воздухе %..
m
m
100
воздуха
примеси
=µ
Если обозначить коэффициент распределения примеси по контурам как
отношение массы частиц, попавших в первый контур, к массе всех частиц,
попавших в двигатель, то
0
1
р m
m
К = .
Таким образом, массовая концентрация примеси в воздухе первого и второго
контуров выразится через µ, К р и степень двухконтурности m следующим
образом: ( ) ( ) .
m
mК
mК 1
1 ;1 р 2 р 1
+
−µ=µ + µ=µ
Возможны два предельных случая:
• вся примесь попадает в первый контур и тогда Кр = 1,0;
( ) 0 1 2 1 =µ + µ=µ ; m ;
• вся примесь попадает во второй контур и тогда Кр = 0; µ1 = 0;
m
m 1
2
+
µ=µ .
Рассмотрим особенности изменений параметров двигателя в указанных
случаях.
• Кр = 1,0. В этом случае воздействию частиц подвергаются только
элементы внутреннего контура. Уменьшаются величины /
к к1 и π π, что вызывает
падение расхода воздуха G в1. Вследствие этого увеличивается температура
Тг и нарушается энергетический баланс между турбинами и компрессорами. И
вот здесь мы сталкиваемся с особенностями двухкаскадной схемы. Так как при
уменьшении расхода воздуха удельная работа первых ступеней компрессора
увеличивается значительней, чем последующих, то /
к к1 L L δ δ
 . В то же время
для многоступенчатой турбины ДТРД уменьшение давления за компрессором
приводит к уменьшению срабатываемого на турбине перепада давлений,
причем можно считать, как и в случае ТРД, что перепад давлений на турбине
ВД изменится незначительно, т.е. большая часть уменьшения перепада
давлений придется на турбину НД. По этой причине работа турбины ВД на 1 кг
воздуха при уменьшении температуры Тг увеличится, а работа турбины
НД увеличится менее значительно, т.е. т2 т1 L L δ δ
 . Кроме того, необходимо