Результат интеллектуальной деятельности: Способ определения мощности газогенератора

Изобретение относится к области испытаний и эксплуатации газотурбинных двигателей.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является известный способ определения мощности газогенератора, в котором преобразуют мощность путем учета изменения расхода воздуха на входе в газогенератор, расхода топлива в камеру сгорания и преобразования энергии потока при изменении аэродинамического сопротивления. (RU 2012157200, кл. F02C 6/02, 10.12.2015.)

Данный способ не является оптимальным, т.к. его сложно осуществить технически.

Задачей настоящего изобретения является снижение металлоемкости устройства для определения мощности газогенератора и уменьшение затрат на его изготовление.

Ожидаемый технический результат заключается в упрощении определения мощности газогенератора расчетным путем.

Ожидаемый технический результат достигается тем, что рассчитывают мощность путем измерения расхода воздуха на входе в газогенератор, расхода топлива в камеру сгорания при учете преобразования энергии потока на средстве, изменяющем аэродинамическое сопротивление, по предложению в качестве средства изменения аэродинамического сопротивления используют сопло, а в качестве параметров, характеризующих энергию, - тягу сопла и температуру заторможенного потока перед соплом, при этом мощность газогенератора определяют по формуле:

где G_B - расход воздуха на входе в газогенератор,

G_T - расход топлива в камеру сгорания,

R - тяга сопла,

ϕс - коэффициент скорости сопла,

Т_T^* - температура заторможенного потока (температура газа на входе в сопло, которая определяется в зависимости от относительного расхода топлива при стандартном значении теплотворной способности топлива и температуры наружного воздуха),

К_Г - показатель изоэнтропы,

R_Г - газовая постоянная,

g - 9,81 м/с².

Мощность газогенератора может быть определена путем замены рабочей турбины соплом. Мощность определяется как результат изоэнтропического расширения газа из состояния, определяемого измерениями на выходе из газогенератора (полное давление и температура заторможенного потока) в состояние, определяемое атмосферным давлением окружающего воздуха.

Способ определения мощности газогенератора реализуется следующим образом. При проведении испытаний на стенде рабочую турбину заменяют соплом. Измеряют расход воздуха на входе в газогенератор G_В, расход топлива в камеру сгорания G_Т, тягу сопла R, а также температуру газа перед реактивным соплом Т_Т* в зависимости от относительного расхода топлива при стандартном значении теплотворной способности топлива и температуры наружного воздуха. Рассчитывают мощность газогенератора по формуле:

Пример расчета

В качестве топлива использовали природный газ

R=4515 кгс,

G_B=64,62 кг/с,

G_Т=0,9 кг/с,

Т_Т^*=908 К,

ϕс=0,94,

g=9,81 м/с²,

R_Г=29,64 Дж/кг^⋅К,

К_Г=1,332.

Ne=1626302 кгс м/с,

Ne=1626302/102=15944 кВт.

Применение изобретения позволяет упростить определение мощности газогенератора.