Установки и стенды для испытания узлов и агрегатов ВРД

СТЕНДЫ И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЯ КОМПРЕССОРОВ И ТУРБИН ТРД

Одной из важнейших задач испытаний является определение характеристик лопаточных машин и проверка эффективности конструктивных мероприятий, направленных на улучшение характеристик. Характеристиками лопаточных машин называются графические или аналитические зависимости, связывающие расход газа, число оборотов, перепад давлений и КПД для различных режимов работы. Экспериментально характеристики Лопаточных машин могут быть получены тремя способами:

1. Исследованием модельных лопаточных машин.

2 Испытанием натурных турбин и компрессоров на специальных стендах.

3. Испытанием лопаточных машин непосредственно на двигателе.

Применяются замкнутые и разомкнутые схемы стендов. Наиболее широкий диапазон изменения характеристик получают при замкнутой схеме Н. Замкнутый газодинамический тракт установки позволяет производить испытания на отличных от воздуха рабочих телах, при глубоком вакуумировании (на малых числах Re), а также при наддуве.

1 -агрегаты, поддерживающие постоянное давление в контуре

2 -9- дроссельные заслонки

3 - спрямляющая решетка

4- вакуумный насос

5- аэродинамическая труба

6- воздухозаборник

7- испытуемый компрессор

8- радиатор (охладитель)

10-электродвигатель

11-муфта

12- мультипликатор

Рис. 7 — Стенд для проведения модельных компрессоров

Дроссель 9 создает требуемый перепад давлений на компрессоре при снятии его характеристики. С помощью газовоздушного радиатора 8 отводят от рабочего тела тепло, эквивалентное подведенной к компрессору работе, поддерживая постоянную температуру газа внутри контура, если она выше нуля. Если температура газа ниже нуля или велика мощность, применяют холодильные турбины. Требуемое давление на входе создается дросселем 2 и поддерживается автоматом 1. Вакуумный насос 4 создает, а в процессе эксперимента поддерживает, заданный вакуум в контуре.

Для определения характеристики компрессора необходимо измерять полные давления и температуры на входе и выходе, расход рабочего тела, обороты и крутящий момент на валу. Крутящий момент определяется по опрокидывающему моменту мультиплика­тора или электродвигателя.

На рис. 8 показана разомкнутая схема стенда для испытания модельной турбины. Воздух через лемнискатный насадок 4 засасывается из атмосферы и подогревается в камере сгорания 3. Подогрев на 80—120° необходим для того, чтобы температура за турбиной была выше 0°С. В противном случае влага, всегда содержащаяся в воздухе, будет вымерзать и снег забьет отверстия приемников газодинамических приборов. Подогретый воздух направляется к турбине 2 и далее отсасывается компрессором 6, приводимым во вращение двигателем 5.

1. Гидротормоз;

2. Испытуемая турбина

3. Камера сгорания

4. Люменискатная насадка

5. Электродвигатель

6. Компрессор

7. Дроссель перепуска воздуха из атмосферы

Рис. 8 — Стенд для проведения испытаний модельной турбины

Мощность, развиваемая турбиной, поглощается гидротормозом, который одновременно служит измерителем крутящего момента. Между турбиной и компрессором предусмотрен дроссель 7 перепуска воздуха из атмосферы. Он служит для точной регулировки перепада давлений на турбине и создания условий устойчивой работы стендового компрессора 6. Когда перепад давлений на сопловом или рабочем венце турбины достигает критического, то расход воздуха при последующем росте перепада давления на турбине (Пт) остается постоянным, а приведенный расход изменяется незначительно, Пт можно увеличить, повышая степень сжатия в компрессоре.