Как влияет отбор мощности на характеристики турбовентиляторных компрессоров и турбин?

Влияние отбора мощности на карты турбовентиляторных компрессоров и турбин

На двух приведенных ниже диаграммах показано влияние отбора мощности на валу ( отбор мощности на валу / отбор мощности на валу для приведения в движение вспомогательного оборудования, такого как топливные/гидравлические/масляные насосы, генераторы и т. д.) на турбовентиляторном двигателе с высокой степенью двухконтурности при высота полета ЧАС знак равно 11 к м и скорость М а знак равно 0,8 , рассчитано с помощью GasTurb 12 :

Влияние отбора мощности на карты турбовентиляторных компрессоров и турбин

Влияние извлечения энергии на рабочую линию (синяя)

  • Почему рабочие линии (синие) как компрессора, так и турбины смещены влево по направлению к линии помпажа?
  • В частности, почему безразмерный скорректированный массовый расход уменьшается, а отношение давлений остается примерно постоянным?
  • Тот же вопрос под другим углом: почему при постоянном массовом расходе степень сжатия не уменьшается?

Ответы (1)

Шольц, Д. и др.: «Расход топлива из-за отбора мощности на валу от двигателя», AST 2013 - Семинар по технологиям авиационных систем, 23-24 апреля 2013 г., Гамбург, Германия

Отбор мощности на валу , независимо от того, берется ли он с вала высокого давления (ВД) или вала низкого давления (НД), снизит скорость этого вала. Это уменьшает массовый расход [...] и тягу [...] . Постоянная регулировка тяги, применяемая к двигателю (достигаемая сегодня с помощью полного цифрового управления двигателем, FADEC) , в первую очередь приведет к увеличению расхода топлива, увеличению температуры на входе в турбину, TET. Более высокое давление в камере сгорания и более высокая нагрузка на турбину вместе с уменьшенной частотой вращения вала увеличат угол атаки лопаток компрессора и тем самым немного увеличат повышение давления, достигаемое на каждой ступени. Таким образом, отборы мощности на валу также приводят к более близкому расположению к уравнительной линии.[...]
Если мощность на валу снимается с вала низкого давления, его скорость уменьшится. Кроме того, снижается скорость вращения вентилятора, что значительно снижает тягу. Когда органы управления двигателем увеличивают TET, вал высокого давления (в данном случае не подверженный влиянию отбора мощности) даже увеличит свою скорость и массовый расход через турбину низкого давления и компрессор по сравнению с исходной ситуацией. [...]
Если мощность на валу снимается с вала высокого давления, его скорость уменьшится, а также массовый расход через компрессор низкого давления и турбину. С увеличением ТЭП органами управления двигателем ситуация исправляется.
Низкие значения тяги всегда означают высокий относительный отбор мощности P/T [отбор мощности на валу P, тяга реактивного двигателя T] и высокий относительный удельный расход топлива. При высоких значениях тяги относительный отбор мощности P/T меньше, а относительный удельный расход топлива меньше.