Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Виды нестационарных процессов




 

Наличие в проточной части турбокомпрессоров неподвижных и вращающихся лопаточных аппаратов приводит к тому, что даже на режимах устойчивой работы течение газа является нестационарным, т.е. параметры потока зависят от времени: P = f( ), T = f( ), C = f( ).

Нестационарные процессы определяют границы устойчивой работы турбокомпрессора, потери напора в проточной части, а также влияют на динамическую прочность деталей и аэродинамический шум.

Нестационарные процессы в турбокомпрессорах можно разделить на две группы (рис. 11.1) – аэродинамические и аэроупругие.

В аэроупругих процессах в отличие от аэродинамических, основную роль играет связь между аэродинамическими характеристиками ступени и упругостью элементов конструкции (лопаток). В центробежных компрессорах преимущественно наблюдаются аэродинамические нестационарные процессы, хотя возможны и аэроупругие процессы в компрессорах высокого и сверхвысокого давления и в ступенях с полуоткрытыми рабочими колесами.

В свою очередь аэроупругие процессы различают двух видов (рис. 11.1).

Аэродемпфирование – это процесс затухания колебаний лопаток при взаимодействии их с потоком газа.

Флаттер – это процесс возбуждения упругих колебаний в решетках лопаток, при котором энергия черпается от потока газа.

Аэроупругие процессы в большей степени влияют на динамическую прочность деталей турбокомпрессоров, эти явления изложены в [31].

Характеристики случайных аэродинамических процессов, таких как турбулентность и локальные отрывы потока, имеют вероятностный характер.

Для детерминированных процессов могут быть предсказаны законы изменения аэродинамических параметров, связанные с частотой вращения ротора, изменением потребления сжатого воздуха в течение суток.

Переходные процессы возникают при изменении режима работы компрессора (пуск, остановка, изменение начальных параметров, изменение запросов потребителя).

Для периодических процессов характерно циклическое изменение параметров потока (Р, С, Т) с периодом, связанным с периодом вращения ротора или с периодом автоколебательного процесса, вызванного потерей устойчивости.

Все эти процессы могут протекать одновременно, и пренебрежение какими – либо из них должно быть основано на анализе амплитуд и частоты пульсаций. Например, на записанной с помощью датчика давления тензометрического или пьезометрического типа диаграмме можно выделить периодическую составляющую и проанализировать пульсации, носящие случайный характер
(рис. 11.2) [7].

 

Рис. 11.1. Классификация нестационарных процессов

 

Рис. 11.2. Осциллограмма давлений

 

Текущее значение давления можно представить в виде суммы

, (11.1)

где – среднее по времени значение параметра потока ;

– периодическая составляющая; – случайная составляющая.

Если , то , т.е. поток считают стационарным.

На устойчивом режиме работы частота пульсаций пропорциональна числу лопаток колеса и числу оборотов ротора (рис. 11.3). При потере устойчивой работы (вращающемся срыве) частота периодической составляющей пульсаций меньше частоты вращения ротора примерно в 10 раз. При попадании компрессора в помпаж частота пульсаций давления еще меньше, примерно в 100 раз, чем частота вращения ротора.

 

Рис. 11.3. Частотный анализ пульсаций на различных режимах
работы компрессора







Дата добавления: 2015-10-01; просмотров: 296. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.007 сек.) русская версия | украинская версия