学会对小渦喷运行线的调整是成败的关键

liumy

jy_jet 发表于 2014-10-13 20:51
你有60kg发动机特性曲线？能否拜读一下？压力单位是kg?

  先生你好，看得出是位小渦喷业内了解情况人士，我所指的這种发动机其实你我都心知肚明。
有没有這引擎的压气机特性线图，其实你我都不能肯定回答，這答案在引进者那里。
  那么问题又耒了，先生的知识还不够广泛的小肚鸡肠就会提出，既然沒這图，把你那的按特性图上所谓的正确运行线拿出来瞧瞧！這问题看似有道理但也反应出知识面狭獈。
  对某种叶轮机械的性能予测，在這里可能是如先生所说“什么都不懂”的领域是件天上地下的事情，（实际上並非如此，人群中有大有我帅存在）而在专业设計领域叶轮的性能予测已经是設計工作的一个程序。而且可以有多种方法耒予测。虽然已经认识到气流在叶轮中是一种三元流动，並且还存在边界层断裂的复杂影响，但是把问题简化后，其数学模型还是可以通过一维的数值計算建立，就如那常规的計算办到。
  很抱谦，我用的方法很“土”，也很实惠，便利的是可以利用台架试车大量累结参数，通过一些小計算得到這台小渦喷的正确运行线。我是打工的受和顾主之约不能拿出耒让尊驾瞧瞧。请先生海涵。
  话是這么说但可信度难以证明对伐，在此，我不得不提出二亇旁証供先生参攷。（也感谢提供了我這机会）
  （１）６０公斤级别推力的小渦喷我也設計过，大连那家高速靶机的小渦喷就是５８公斤推力我設計的，如今小批量供应部队，和那进口仿制的完全不一样，時间差不到快十年了，那時引进仿制单位的引擎还在模索，我想说的是能自巳独立設計的知识，总要比还在仿制模索解段的知识耒得坚实一此。
  （２），這引进的６１．５公斤推力的小渦喷外経￠２０５m/m，我设計的５８公斤推力小渦喷外経￠１７８m/m，引进的发动机单位截面推力怎么如此小呢？带着疑问我检查了這发动机，结果确实发现了漏洞，产品说明书上流量为１．５kg/s，压比３．７，推力６００多N（合６１．５kg），经过我的計算发动机流量只有１．２kg／S，流量差别如此大，我决不相信是真正的引擎設計者所为，果然不错這台喷气引擎的离心压气机的最佳几何尺寸，除了外径和压比协同外都被改动过，這是一种有意降低引擎推力性能的行为，一句话是人为的。而将压气机的最佳尺寸恢复，流量恰恰是说明书上标的１．５kg／S。试想英国人有這么好能将好货全賠上！但他在说明书上的流量参数小问题上确忘了改，国内的引进单位可能也审核不够照单乱发。
  此外可能老外在轴承上也做了手脚，我可以断定這轴承的配制要超过６５０００转以上就很难适用了。看看人家是多么有心机，我们再不努力学习如何能行。有关轴承的问题已被我们实验证实。
当然恢复尺寸即意味进口气流马赫数要增加，這对効率是有影响的，但将气流予旋能解决這向题，而且有试验发现小部份进口叶尖上产生的１．１倍马赫数不是大的影响，大发也有用到１．０９的。
对不起，我写的东西有的先生因不是专业看不下去，请谅解。

liumy

   正如在数学和其他一些领域，基础相比我们最好，而尖端相比差距不小，小渦喷的情况同样如此。注重硬件的、仿制的要比追求核心技术的容易得多，大学的数学赶不上人家，是因为近代数学本身就是别人在400年中創立的，喷气推进技术同样如此。
     再谈燃气渦轮问题，制作小渦喷的朋友往往会碰到高温问题，烧毁渦轮、导向器，结果认为是材料问题，殊不知外国用的也是同样材料，所以毛病在更深的层次。
     压气机和渦轮匹配一个重要的条件，是透平必须有正确的导向噐出口截面A。
  导向器面积A的大小，直接会影响压气机（转子）特性图上一组等温比［T3/T1］线的运行位置，在設計给定的转速相似参数下，同時要达到予定的增压比π，和渦轮前燃气温度的相似参数，就必须用准确的导向器截面A来保証。
  這句话简言之是這样的，导向器出口面积的大小选择，必须在設計运行的转速下，同時达到予定的增压比和燃气温度值。在同一转速下导向器面积过大，压比到了但燃气温度却大大超过設定值。当然也会存在相反的情况。這样小涡喷的运行工况就会出现諸多毛病。我发现有些国外的小渦喷导向噐叶片上有残畄调整的痕迹，比如德国的P-60小渦喷的导向器，在硬度很高的K-18鋳造叶片上有鋳后挤压的痕迹，原因是高温鋳件加工完成時收缩量很难精确控制。
  在实践中，一般情况下小渦喷导向器出口面积增大推力也会增大，但伴隨的是燃气高温，另一亇重要的是，导向器截面的大小和转子各亇部件、包括轴承的効率有重大影响，一般人认为轴承的机械効率是蛮高的，一些死读书的会訮大发上轴承効率有98％以上等等，但实践表明渦轮、压气机越小，轴承効率影响越大。
   在转子効率较差的情况下，虽有正确的导向器面积，但发动机的运行线位置也会跑錯，现場的工况变化是发动机的运行到某一位置就上不去了，该工况位置奌的压比、温度都比原来增高，推力和转速都不会再上去了。原因是効率太低渦轮吃掉的功都损失掉了，转速不会增加。
  正确的导向器面积由热力、气动、和机械設计获得，对小涡喷制造者也可凭经验和实验加以辅助调整。
    导向器叶片的出气角一般在34-38度，32度太小推力不够，40度易产生高温。

liumy

    小渦喷的导向器截面调整运行线。



  第二亇重要条件是；渦轮功率必须和压气机功率，在設計予定的燃气温度下匹配，如涡轮功率过大，则转速到了而燃气温度就会偏低，结果是燃气中产生推力的能量亦偏小。同样也能得到相反情况的不同结果。渦轮功率的大小可以通过直経的大小和叶角的变化来调整，一般中温发动机的涡轮叶角在37度差不多了。
  小渦喷的径流渦轮和导向器，要比轴流渦轮在运行过程中情况复杂一些。因为径流涡轮存在离心力，在高转速下会影响导向器出口的燃气流量和导向器反动度，使燃气在导向器内膨胀作功不足。经过熱力和气动計算的喷咀截面总是要偏小一点，比如有一种被称谓V．W．P－60的涡喷发动机，其径流涡轮导向器喷咀面积，就比计算值要大9％。在实践中径流渦轮的小渦喷要比轴流的难调整一些。

CJET

楼主讲解一下附件的发动机

CJET

导向器出口临界问题是否需要考虑?

liumy

   不錯，這款发动机是我在十多年前设计的，有什么问题吗？
  說耒也够辛酸，从計算設计到上天飞行只有七亇月時间，用户催得紧，我就象在制作一台不锈钢火锅一样硑制小渦喷，不好意思它还很粗糙。
  尽管如此，在十多年前，我這台独立设計的高速耙机小渦喷据我所知还没第二台，
要我再作部件解绍我看就不必了！
  先生提出导向器临界截面问题，看来是内行，坦率的說這款发动机的导何噐截面和喷管截面的确比设计值大，为什么呢？现在我可以告訴先生，当時还找不到這台小渦喷合适的轴承！（请不要理解为是什么精度的型号）我这样說先生能理解这其中的技术相互的关系吗？在此也要告新用户一声，只要你们有一奌耐心，五年的合同不要一年多就撕碎问题也解决了。总得给一点時间吗！我把导向器截面扩大后解决了当時的困难也带来了二亇结果，第一节省了公司开发新轴承的投入，第二发动机在45公斤推力以上尾喷管温度会增高。
  很好奇，這些照片都是在我当時组装发动机的车间里照的，哪弄來的呢？

liumy

     庆幸的是，我们己経撑握了小涡喷轴承的配制技术，而且在V W P-60 涡喷发动机上运用很成功，最大推力达到80公斤而尾喷温度伋正常。
  但是我要告诉先生的是，导向器的截面伋要比熱力计算值大否则就喘振。
   如界将大连的那台58公斤推力的渦喷和V W P-60 渦喷作比较，值得自微的是我设計的58公斤小渦喷的燃烧室，基本上不会损坏，而V W P-60 的燃烧室气流进入速度取值偏高。
   希望能和先生多交流，谢谢。

CJET

网上下载了的，V W P-60的参数能不能介绍一下？

CJET

这是你设计的发动机呀？燃烧室真的很特别。涡轮也是没有怎么见过的形状。

liumy

  不錯，是本人的劣作，你贴的照片上那性能参数包括K D S-50 的型号都是我写的，象這类小渦喷大大小小己经设計硑制多款了。
V W P-60 渦喷发动机虽然有些问题应该說还是不错的，北京有二家公司生产。但它的持续长時间运行＞1小時的推力限止在58000转，大约47公斤，這太低了，在我看耒，這发动机的燃烧室用缧栓固定、还有和导向器连接方式是不够准确的，（這种方法国外早已放弃）這也是损坏的原因，另外后轴承位置与渦轮太近间距不够也是轴承温度偏高的原因。有关它的参数我现在还不便提供。
  不过，我更看重的是V W P-60 這台涡喷发动机的压气机跨音速性能，這将为我们制造压比为 5 的的小渦喷打下基础，在這台引擎上我们巳达到＞4.7的压比，但是发动机的其他部件材料、强度和结构方式却明鲜不足。
  另外所谓导向器的临界截面问题，计算時不例外总还是要计算出导何噐出口的音速，但是這奌的設计目标不是要将气流加速到当地音速，而是根据計算己定的膨胀比和反应度的要求耒确定导向器截面。