Стр. 2 - А.Н. Арбеков, Б.Б. Новицкий, Н.Ф. Колосов - Макетный образец двухпетлевой замкнутой газотурбинной энергетической установки мощностью 10 кВт

120

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012

Для выявления основных закономерностей в переходных процес-

сах и зависимостей параметров на основных режимах работы целесо-

образно изучать уменьшенные копии объектов, используя методы

анализа размерностей и теорию подобия с учетом автомодельности

процессов по отдельным определяющим критериям. Такие исследо-

вания существенно снижают стоимость, сокращают время создания и

отработки натурных объектов. В данной работе исследованы воз-

можности создания макетного образца двухпетлевой ЗГТУ электри-

ческой мощностью 10 кВт, позволяющего моделировать многопетле-

вые ЗГТУ мощностью от десятков до сотен киловатт. Эти установки

предназначены для питания электроракетных или тепловых с элек-

трическим нагревом двигателей.

В процессе исследования макетного образца двухпетлевой ЗГТУ

решен ряд задач, благодаря чему удалось определить основные пара-

метры макетного образца, выполнить оптимизацию критических уз-

лов и на этой базе разработать компоновку, в которой учтены кон-

структивные особенности этих узлов и условия симметрии.

Постановка задачи.

На основе результатов многолетних работ,

выполненных в НИИ Энергетического машиностроения МГТУ

им. Н.Э. Баумана под руководством В.Л. Самсонова, по созданию

замкнутых газотурбинных установок и отработке их критических

узлов было сформулировано техническое задание на создание

макетного образца с приведенными ниже основными параметрами:

Мощность (2 петли), кВт . ................................................................. 10

Температура, K:

перед турбиной ......................................................................... 1073

перед компрессором .................................................................. 320

Рабочее тело — гелий-ксеноновая смесь, кг/кмоль .................... 83,8

Частота вращения ротора, мин

–1

.................................. 24 000...50 000

Давление рабочего тела перед компрессором, МПа ................... 0,11

Степень регенерации ..................................................................... 0,95

Коэффициент сохранения полного давления в контуре ............... 0,9

Макетный образец необходимо скомпоновать так, чтобы поме-

стить стенд в лаборатории НИИ ЭМ МГТУ им. Н.Э. Баумана для ре-

шения следующих задач:

– исследование совместной работы двух газотурбинных преобра-

зователей энергии в едином газовом контуре от общего нагревателя;

– организация совместной работы модулей ЗГТУ на номиналь-

ном режиме и отладка работы на режиме собственных нужд;

– изучение процессов пуска и останова модулей, а также выбор

оптимального алгоритма управления пуском;

– исследование переходных процессов;

– построение алгоритма управления модулями ЗГТУ в переход-

ных процессах;

– отработка аварийных и форсированных режимов работы уста-

новки;