| Текст статьи: | Отрицательные последствия изменения влажности на работу КНД, их анализ. Мероприятия по предотвращению отрицательных последствий. Давление. Этот параметр оказывает меньшее влияние на характер работы ГТУ по сравнению с температурой наружного воздуха. Его изменение на входе приводит к пропорциональному изменению во всех сечениях по длине проточной части компрессора. При этом температуры и скорости, степень повышения и КПД остаются постоянными, а массовый расход и мощность, потребляемая на вращение компрессора, изменяются пропорционально его изменению на входе. При увеличении атмосферного давления воздуха вследствие возрастания его массового расхода мощность ГТУ увеличивается. При уменьшении давления воздуха она снижается. Влажность. Влияние этого параметра на работу ГТУ связано с изменением массового количества воздуха и его теплоемкости через газовую постоянную. С ростом влажности она увеличивается, что приводит к повышению работоспособности газа и полезной работы термодинамического цикла. Например, для сухого воздуха Rв = 293 Дж/(кг*град), а водяных паров Rн2о = 471 Дж/(кг*град). Вместе с тем водяные пары в воздухе снижают его плотность (v = Р/RT = 1/R), вследствие чего падает массовый расход воздуха через ГТД. Влияние этого падения превалирует над ростом теплоемкости при увеличении влажности воздуха, что приводит к снижению развиваемой мощности ГТД. Увеличение теплоемкости газа вызывает рост часового и удельного расхода топлива. Анализ данных, например, для различных типов авиационных ГТД показывает, что увеличение влажности при температуре наружного воздуха +45 градусов вызывает: падение тяги на 0,3-0,5 %; рост удельного расхода топлива на 2,1-2,6 % и часового - на 1,8-2,1 %. При изменении атмосферных условий (например, температуры наружного воздуха и его влажности) в процессе эксплуатации ГТУ может образоваться лед на входе в КНД, а также на его направляющих и рабочих лопатках. Процесс образования льда начинается при температуре воздуха около нуля и влажности 1-2 г/м3. В связи с большими расходами воздуха на входе в компрессор создается значительное разряжение. Это приводит к падению температуры входящего воздуха на 3-5 градуса, что также способствует льдообразованию. При обледенении входного устройства и облопатывании компрессора уменьшается площадь проходных каналов, вследствие чего снижается расход воздуха, падает мощность ГТУ, возрастает удельный расход топлива, увеличивается неравномерность потока воздуха на входе в компрессор, появляются существенные отклонения в режиме обтекания лопаточного аппарата. В конечном итоге это может привести к неустойчивой работе компрессора, а в особо неблагоприятных случаях - к помпажу. Кроме того, куски льда, попавшие в проточную часть компрессора, могут повредить его облапатывание. При обледенении рабочих лопаток нарушается балансировка ротора. Для предотвращения обледенения ГТУ оснащаются антиобледенительными устройствами - системами обогрева входного устройства компрессора. Для этого могут использоваться различные источники тепла: теплый воздух, отбираемый от одной из последних ступеней компрессора; горячее масло, откачиваемое от ГТД; горячие газы, отбираемые из камер сгорания; горячие газы, вырабатываемые в специальной вспомогательной камере сгорания; электрообогрев. Для предотвращения отрицательных последствий обледенения при эксплуатации ГТУ рекомендуется вести постоянный контроль за состоянием воздухозаборных устройств, защитных сеток, входных направляющих аппаратов и ступеней компрессора, доступных для осмотра. Перед вводом ГТУ в действие необходимо проверить легкость вращения ротора низкого давления и включить антиобледенительную систему. При работе ГТУ на холостом ходу и малых нагрузках по сравнению с режимами, соответствующими большим мощностям, антиобледенительная система мало эффективна из-за недостаточного количества подводимого тепла. Поэтому целесообразно ограничивать время работы ГТУ на этих режимах. Однако в случае образования льда при работе ГТУ на повышенных нагрузках необходимо снизить частоту вращения на 20-30 %, уменьшив тем самым разрежение и несколько повысив температуру воздуха на входе в компрессор. При работе ГТУ начавшийся процесс обледенения можно обнаружить по изменению вибрации и величины "скольжения" контуров высокого и низкого давления. Характерными признаками неустойчивой работы компрессора и помпажа в особо тяжелых случаях обледенения являются резкие колебания давления в разгрузочных полостях, повышение температуры газов перед ТВД и возрастание вибрации. |
