O'zgaruvchan geometriya turbomaxinasi - Variable geometry turbomachine

A o'zgaruvchan geometriya turbomachine turli xil ish sharoitlarida samaradorligini optimallashtirish uchun harakatlanuvchi qanotlardan foydalanadi. Ushbu maqola suyuq nasoslarda va turbochargali turbinalarda ishlatiladigan harakatlanuvchi qanotlarga tegishli. Gaz turbinali kompressorlarda harakatlanuvchi qanotlarning keng qo'llanilishini qamrab olmaydi.

Turbomakinalarning ishlash xususiyatlari^[1]

Hammasi bo'lsa suyuqlik turbomaxina ichidagi mos nuqtalardagi tezliklar bir xil yo'nalishda va pichoq tezligiga mutanosib, keyin turbomaxinning ish holati ikki xil aylanish tezligi Agar dinamik ravishda o'xshash bo'lsa, agar har birida bir-biriga o'xshamaydigan bosh oqimining egri chizig'idagi ikkita nuqta turbo mashinaning o'xshash dinamik ishlashini ifodalasa, u holda o'lchovsiz o'zgaruvchilar (Reynolds son effektlarini hisobga olmasdan) bir xil qiymatlarga ega bo'ladi.

Shakl 1. Santrifüj nasosning o'lchamsiz bosh hajmining xarakteristikalari

Bosh koeffitsienti

{ displaystyle psi = f_ {1} ! chap ({Q ustidan {ND ^ {3}}} o'ng), ,}

^[1]

(1)

Samaradorlik

{ displaystyle eta = f_ {2} ! chap ({Q ustidan {ND ^ {3}}} o'ng), ,}

^[1]

(2)

Quvvat koeffitsienti

{ displaystyle P = f_ {3} ! chap ({Q ustidan {ND ^ {3}}} o'ng), ,}

^[1]

(3)

Qaerda,

${ displaystyle N}$ aylanish tezligi.

${ displaystyle Q}$ oqim tezligi.

${ displaystyle D}$ pervanenin diametri.

Shunday qilib, o'lchovsiz vakillik bitta ishlash egri chizig'iga o'tish uchun juda foydalidir, aks holda o'lchovli ravishda chizilgan bo'lsa, bir nechta egri chiziqlarga olib keladi.^[1] Santrifüj nasosning oqim koeffitsientiga nisbatan. Ushbu nasosning normal ishlash oralig'ida, 0,03 3) < 0.06, boshning xarakterli egri chiziqlari tezlikning har xil qiymatlari uchun taxminan to'g'ri keladi (2500 rev / min) va ozgina tarqalish Reynolds sonining ta'siriga bog'liq bo'lishi mumkin. Kichikroq oqim samaradorligi uchun, Q / (SH³) < 0.025, oqim beqaror bo'lib qoldi, ammo dinamik ravishda o'xshash sharoitlar hanuzgacha paydo bo'ladi, ya'ni tezlikning turli qiymatlari uchun boshning xarakterli egri chiziqlari hali ham to'g'ri keladi. Ammo yuqori oqim tezligida tezlikning yuqori qiymatlari uchun bitta egri chiziqdan chetga chiqish seziladi. Bu ta'sir tufayli kavitatsiya,^[2] bug 'pufakchalari past bosim ostida chiqishi natijasida yuzaga keladigan gidravlik mashinalarning yuqori tezlikli hodisasi, shuning uchun dizayndan tashqari ish sharoitida, ya'ni. Q / (SH³) < 0.03 va Q / (SH³) > 0.06, oqim beqaror bo'lib, kavitatsiyalar paydo bo'ladi. Kavitatsiyani oldini olish uchun yuqori oqim tezligida samaradorlikni oshiramiz, biz o'zgaruvchan geometriya turbomachine-ga murojaat qilamiz.

Ruxsat etilgan geometriya turbomaxinasi

Ruxsat etilgan geometriya mashinalari maksimal samaradorlik sharoitida ishlashga mo'ljallangan. Ruxsat etilgan geometriya mashinasining samaradorligi quyidagilarga bog'liq oqim koeffitsienti va Reynolds raqami. Doimiy Reynolds soni uchun oqim koeffitsienti oshgani sayin samaradorlik ham oshadi, maksimal qiymatga etadi va keyin kamayadi. Shunday qilib, dizayndan tashqarida ishlash umuman samarasiz bo'lib, yuqori oqim tezligida kavitatsiyaga olib kelishi mumkin.

O'zgaruvchan geometriya turbomaxinasi^[1]

O'zgaruvchan geometriya turbomashinasi oqimni tartibga solish uchun harakatlanuvchi qanotlardan foydalanadi. Vane burchaklari boshqariladigan kameralar yordamida o'zgaradi servo vosita (aktuator ). Ko'p minglab kilovattni o'z ichiga olgan va ish sharoitlari o'zgarib turadigan yirik qurilmalarda murakkab boshqaruv tizimlari mavjud. Shunday qilib o'zgaruvchan geometriya turbomashinasi o'zgaruvchan oqim sharoitida samaradorlikni yaxshiroq moslashtiradi.

2-rasm optimal samaradorlik konvertini tasvirlaydi^[1] o'zgaruvchan geometriya turbomachine uchun. Shaklda har bir egri chiziq ${ displaystyle (a, b , and , c)}$ turli sobit geometriya mashinalarini ifodalaydi. O'zgaruvchan geometriya turbomashinining samaradorligi har bir egri chiziq uchun maksimal samaradorlik nuqtasini kesib o'tadi ${ displaystyle (a, b , and , c)}$ .

Turbomachinada o'zgaruvchan geometriya burchaklari o'zgaruvchan bo'lgani uchun biz qo'shimcha o'zgaruvchini kiritamiz ${ displaystyle beta}$ qanotlarning sozlanishini ifodalash uchun 1 va 2 tenglamaga. Biz yozishimiz mumkin:

Shakl 2. Har xil pichoq parametrlari bilan olingan ma'lum bir mashina uchun turli xil samaradorlik egri chiziqlari.

${ displaystyle psi = f_ {4} ( phi, beta), ,}$

${ displaystyle eta = f_ {5} ( phi, beta), ,}$

Qaerda, oqim koeffitsienti, ${ displaystyle phi = ! chap ({Q ustidan {ND ^ {3}}} o'ng). ,}$

Shu bilan bir qatorda, bilan

${ displaystyle beta = f_ {6} ( psi, phi), ,}$

${ displaystyle beta = f_ {7} ( eta, phi), ,}$

${ displaystyle beta}$ yangi funktsional bog'liqlik berish uchun yo'q qilinishi mumkin:

${ displaystyle eta = f_ {8} ( phi, psi) = f_ {8} ! left ({Q over {ND ^ {3}}}, {gH over {N ^ {2) } D ^ {2}}} o'ng). ,}$ ^[3]

Shunday qilib, o'zgaruvchan geometriya nasosidagi samaradorlik oqim koeffitsienti va energiya uzatish koeffitsientining funktsiyasidir.

Ilovalar

O'zgaruvchan geometriya turbomachine texnologiyasidan foydalaniladi turbo zaryadlovchi dizel dvigatellari, bu erda turbo turbina pichoqlariga chiqindi oqimini boshqaruvchi o'zgaruvchan pervanellarga ega. O'zgaruvchan geometriya turbo zaryadlovchi^[4] egzoz oqimini turbinalar pichoqlariga yo'naltiradigan harakatlanuvchi qanotlarga ega. Aktuatorlar parrak burchaklarini sozlash uchun ishlatiladi. Turbinalar ishini optimallashtirish uchun qanotlarning burchagi RPM oralig'ida o'zgarib turadi. Dvigatelning yuqori tezligida furgonlar to'liq ochiq va egzoz to'liq turbin pichoqlariga yo'naltirilgan. Dvigatelning past tezligida vannalar deyarli yopiq bo'lib, egzoz uchun tor yo'lni hosil qiladi. Bu turbin pichoqlari tomon egzozni tezlashtiradi va ularni tezroq aylantiradi.

Shakl 3. Har xil parrak konfiguratsiyasi

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

^ ^a ^b ^v ^d ^e ^f ^g Dikson, S. L., Turbo-mashinalarning suyuqliklar mexanikasi va termodinamikasi, 5-nashr. Elsevier, 2011 yil.
^ S.M. Yahyo, turbinalar, kompressorlar va muxlislar, 4-nashr. McGraw, 2011 yil
^ Shapiro, A. H., Soderberg, C. R., Stenning, A. H., Teylor, E. S. va Horlok, J. H. (1957). Turbomachinery haqida eslatmalar. Massachusets texnologiya instituti mashinasozlik kafedrasi.
^ Shepher, D.G., Turbomachinery tamoyillari, To'qqizinchi Chop etish, Makmillan, 1969.

Tashqi havolalar

"Hayotiy savollarga javob beradigan eng ishonchli joy". Javoblar. 2017-01-24. Olingan 2017-03-10.
Tan, Pol. "O'zgaruvchan turbinalar geometriyasi qanday ishlaydi?". Paultan.org. Olingan 2017-03-10.

[dixon-1] v ^d ^e ^f ^g Dikson, S. L., Turbo-mashinalarning suyuqliklar mexanikasi va termodinamikasi, 5-nashr. Elsevier, 2011 yil.

[2] S.M. Yahyo, turbinalar, kompressorlar va muxlislar, 4-nashr. McGraw, 2011 yil

[3] Shapiro, A. H., Soderberg, C. R., Stenning, A. H., Teylor, E. S. va Horlok, J. H. (1957). Turbomachinery haqida eslatmalar. Massachusets texnologiya instituti mashinasozlik kafedrasi.

[4] Shepher, D.G., Turbomachinery tamoyillari, To'qqizinchi Chop etish, Makmillan, 1969.

[1]

[2]

[3]

[4]

O'zgaruvchan geometriya turbomaxinasi - Variable geometry turbomachine

Turbomakinalarning ishlash xususiyatlari[1]

Ruxsat etilgan geometriya turbomaxinasi

O'zgaruvchan geometriya turbomaxinasi[1]

Ilovalar

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

Tashqi havolalar

Turbomakinalarning ishlash xususiyatlari^[1]

O'zgaruvchan geometriya turbomaxinasi^[1]