Характеристики турбины

Мощность и число оборотов турбины зависят от расхода, температуры и давления выпускных газов, которые, в свою очередь, обусловлены режимом работы дизеля. Таким образом, устанавливается определенная связь между режимами работы дизеля и наддувочной газовой турбины. Расчетный режим турбины, обычно согласованный с номинальным режимом дизеля, не позволяет судить об условиях работы турбины на промежуточных, нерасчетных режимах. Чтобы оценить влияние нерасчетных режимов и различных факторов на основные показатели турбины и определить возможность совместной работы дизеля, турбины и компрессора, необходимо иметь характери­стику турбины, в виде графической взаимозависимости параметров, определяющих ее работу.

В зависимости от того, какие параметры приняты для построения характеристики, различают: нормальные характеристики, представленные абсолютными параметрами, и универсальные характеристики, представленные безразмерными параметрами или приведенными комплексами (параметрами подобия). Предпочтительными наиболее распространенными являются универсальные характеристики, так как они дают возможность определить все основные показатели, которые характеризуют работу турбины, допускают перестроение из одной системы координат в другую.

Изменение окружного к.п.д. турбины в зависимости от величины можно определить по характеристике, изображенной на рис. 6.1, где сплошные кривые соответствуют активной, а пунктирные - реактивной ступени турбины.

Рис. 6.1

Из рассмотрения этой характеристики можно сделать следующие выводы: к.п.д. турбины изменяется в широких пределах в зависимости от величины при увеличении этой величины возрастает степень реактивности ρ, причем, чем меньше ρ на расчетном режиме, тем больше она возрастает при увеличении ; оптимальная величина , соответствующая максимуму к.п.д., зависит от степени реактивности турбины. В рассматриваемом случае для активной турбины (р₀ = 0) и около 0,6 для реактивной турбины (р₀ = 0,55); при отклонении от оптимального (расчетного) значения, т.е. на всех промежуточных режимах, к.п.д. уменьшается, что объясняется увеличением потерь с выходной скоростью и на удар.

Рис. 6.2

Рис. 6.2 позволяет оценить изменение окружного к.п.д. в зависимости от и параметра оборотов (кривая /) и 650 (кривая 2). С ростом величины этого параметра уменьшается причем тем в большей мере, чем больше режим работы отклоняется от оптимального отношения . Характеристика турбины дизеля 12ЧН 18/20 в координатах

для трех значений параметра , построенная по экспериментальным данным, изображена на рис. 6.3, а. Вид характеристики в координатах показан на рис. 6.3, б.

Рис. 6.3

Выбор параметров для построения характеристики определяется ее назначением, особенностями совместной работы турбины и двигателя, а также наиболее характерными показателями, необходимыми для оценки работы турбины в данных условиях. Приближенное построение характеристик может быть произведено расчетным путем, но более достоверными являются характеристики, построенные на основании определения n_T, T_Г, G_Г, p₂ и других показателей на экспериментальном стенде.