Геометрия турбины

ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИИ ТУРБИНЫ ТКР НА ЭФФЕКТИВНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ

Сегодня стало ясно, что наддув дизельных газовых турбин широко применяется в гибридных двигателях внутреннего сгорания. С другой стороны применение турбокомпрессора в поршневых двигателях вызвало целый список проблем. Одной из основных задач является дизайн проточных частей турбины, работающих в определенных нестационарных условиях.

Проточная часть турбины оказывает огромное влияние не только на систему наддува, но и на весь КПД гибридного поршневого двигателя. В зависимости от КПД поршневых двигателей мощность нагрузки газовых турбин выше, чем у других систем двигателей внутреннего сгорания. В этом контексте улучшение геометрии проточной части турбины (исходя из коэффициента мощности и других нюансов) является неизбежным условием разработки турбокомпрессора.

Рассмотрим влияние изменения сечения исходной секции турбины FT0 на характеристики радиально-осевой турбины ТКР 90 (производства НПО «Турботехника»). Для рис. 1 имеет характеристики турбины ТКР 90 с FT0 = 13 см2, 15 см2 и 18 см2. Увеличение выходного сечения FT0 приводит к увеличению расхода газа, уменьшаемого турбиной, и увеличению пропускной способности корпуса турбины. Из диаграммы видно, что оптимальный КПД турбинной установки для этих турбинных домов составляет Т = 2,4…3 и Т = 1.2…2.4 по мере уменьшения начальной части корпуса турбины КПД уменьшается. Поэтому использование турбокомпрессоров ТКР-90 в корпусах менее FT0 приводит к низкой производительности турбины при низких оборотах двигателя.

Для повышения производительности двигателя на малых оборотах необходима оптимизация ступени турбины.

При постройке опытных образцов ТКР 70 и ТКР 90 ступень турбины была модифицирована для повышения КПД турбины при низких оборотах двигателя. Выпускаемые модели имеют малый диаметр турбинного колеса на выходе.

Выбор степени излучения является решающим этапом, так как от этого параметра зависит величина сил Кориолиса и отрыв потока от внутренней стенки меридианов. Если поток отключен, то невозможно обеспечить подачу двигателя через турбину. Согласно рекомендациям специализированной литературы [1, 2],