2.5. Критериальные характеристики одновальных газогенераторов

Критериальными характеристиками ГГ будем называть зависимости его основных безразмерных параметров от критериальных параметров, однозначно определяющих режим работы ГГ. Критериальными параметрами для ГГ являются приведенная частота вращения n_пр и степень понижения давления в турбине .

Характеристики ГГ, представляемые в функции двух указанных параметров, являются двухпараметрическими зависимостями. При условии же =const они становятся однопараметрическими.

Преимущество критериальных характеристик ГГ состоит в том, что они для геометрически подобных ГГ сохраняются неизменными, а поэтому могут быть использованы в двигателях других типов и других схем при соблюдении условий равенства их расчетных параметров.

Зная все параметры компрессора вдоль рабочей линии, полученной из условий совместной работы элементов ГГ, можно построить характеристики ГГ в критериальной форме.

Основные параметры ГГ выражаются через параметры компрессора и турбины следующим образом.

Степень повышения давления в ГГ определяется из условия

==. (2.8)

Степень повышения температуры в ГГ равна

==. (2.9)

Величины ив формулах (2.8) и (2.9) в общем случае изменяются и должны для заданного ГГ определяться с использованием характеристики турбины. При условии= const эти величины сохраняются неизменными и находятся по данным расчетного режима работы турбины.

Рассмотрим вначале однопараметрические характеристики одновальных ГГ. Из формул (2.8) и (2.9) видно, что при = const

. (2.10)

Отсюда следует, что изменение рассматриваемых параметров ГГ при = const зависит только от изменения параметров компрессора в соответствующих точках его рабочей линии. Но поскольку параметры компрессора вдоль заданной рабочей линии однозначно определяются величиной приведенной частоты вращения ротора ГГn_пр, то зависимости безразмерных величин ,ив функции отn_пр являются критериальными характеристиками ГГ. Они справедливы для заданного ГГ при любых условиях на входе. При этом величина приведенной частоты вращения может быть определена как или как, где– значение температуры на входе в ГГ на расчетном режиме (если> 288 К). Может вместоn_пр рассматриваться относительная величина .

Важными параметрами ГГ являются также величины приведенных расходов воздуха и топлива. Так называются параметры расходов воздуха и топлива, которые, в соответствии с правилами теории подобия, при работе ГГ на подобных режимах сохраняются неизменными (см. ниже).

Как уже известно из теории компрессоров, G_в.пр = G_в. Ниже будет

показано, что G_т.пр = G_т. Здесь и– давление и температура

заторможенного потока воздуха на входе в ГГ в расчетных условиях.

Рис. 2.7. Характеристики одновального ГГ

Они справедливы как для заданного ГГ, так и для геометрически подобных ГГ в какой бы схеме двигателя они не применялись (но при одинаковых расчетных параметрах и при условии

== const).

Управление режимами работы ГГ в рассматриваемом случае достигается за счет изменения подачи топлива в камеру сгорания. Этим осуществляется управляющее воздействие на температуру газа перед турбиной, что приводит к изменению n, а следовательно, и n_пр. По полученному значению n_пр (или ) однозначно определяются все остальные параметры ГГ по его характеристикам

(рис. 2.7).