Varga Bal a mk. zázad o TV2-117 TÍPUSÚ HELIKOPTERHJTÖNO KOMPRESSZORÁNK VIZSGÁLT Eb bon a cikkben zeretném f o l y t a t n i az 1001/1. zámban m e g je le n t, a h a jtó m ű -v iz g á la tr ó l z ó ld tanulmányom, r é z l e te e n k it é r v e a komprezor - mint h ajtó m ű -ré z egy ég elem z é é re. Szám ítáok e g ít é g é v e l m eghatározható a fo k o z ato k ra J utó hőm érékletnövekedé é nyomávizony. Ezek fe lh a z n á lá á v a l megkaphatók a fokozatok e l ő t t i é mógöttl hőmérékl e t - é nyom áértékek, majd fe lv e h e tő k a fokozatok ebeégi három zögei. Ez a munka az o k tatáb an h o z z á e g íth e t a komprezor term iku é áram lá tan i v izon yain ak Jobb m egértééhez. k a p ott eredmények k iin d u lá i a la p u l z o lg á lh a tn a k a komprezor további viz g á la tá h o z, p l. a kom prezor-1 ap á to k ra ható erők m eghatározáához. M ivel tlz fo k o z a t O kom prezort v iz g á lo k, fe lv e t ő d ik a k é rd é, hogy érdem e-e e g y á lt a lá n hagyományo " k é z i" zám í táok at v ége zn i, vagy c é l z e r ű b b in k ább zám ítógép e p ro g ra mot Í r n i a fe la d a t m egoldáára. z u tó bbi két zem pontból i kedvezőbbnek tű n ik. E g y ré z t, m ire a hagyományo m ódzerrel történő zám itát elvégezzük, akkorra programot i k ézíthetünk. M árézt a " k é z i" zám ítá e lv é g e z h e tő ége m iatt minden fo k o z a tra e lő z e t e e n meg k e ll h atáro z n i a term iku körfolyam at zám ítáak or a közepe f a j h ő * a a d ia b a tik u k ite v ő é r t é k e lt, valam int egy á t la g o fo k o z a t lz o n t r ó p l - ku h a tá fo k á v a l dolgozh atunk. Mindezek az e g y z e rű íté e k a pon toág r o v á á r a mennek, ami gép i zám ítán á l k ik ü z ö b ö l hető. P l. egy z u b ru t in e g ít é g é v e l valamennyi fo k o z a tra le k é rd e zh e tjü k a re á érvén y e, á lla n d ó nyomáon v e t t f a jh ő é adiabatik u k itev ő értékeket. Több zám ítái cik lu e l v égzéével h e ly e b ít h e tjü k a fo k o z a t lz e n t ró p ik u hatáfok 40
d a ta it, az o lő z ő zám ítái c i k lu eredményeinek fe lh a z n á l á á v a l. M indezzel cik lu o n k én t egy re k ö z ele bb kerulunk az o p tim á li megoldához. Szám ítáaim orán a harmadik é negyedik c ik lu eredményei között már nem v o lt gy a k orla ti e l té ré. Meg k e ll J egy ezn i, hogy az e l ő zám ítái c i k l u, ami hagyományo z á m ítá al I e lv é g e z h e tő Cmagam I e lv é g e z te m!). már m egfele lő en ponto eredményeket z o lg á l a kéőbbi gép i zám ítá eredm ényeivel ö z e h a o n lít v a i. KOMPRESSZOR SZERKEZETÉNEK RÖVID ISMERTETÉSE ES KIINDULÓ DTOK MEGHTÁROZÁS v i z g á l t komprezor egy tlzfofco zatü a x i á l i komp re z o r. z o lő p o r d lt ő é a három e l ő. á l l ő. t e r e l ő l a p á t kozorú la p á t ja in a k b e á l l í t á i zö ge hidromechanlzmux e g í t égével v á lt o z t a t h a t ó a z á t z á m ít o tt fo rd u la tz á m fü ggvén y é ben. kom p rezor-fokozatok k özépátm érője h á t r a f e lé növek z ik. ami azok o p t im á li k ih a z n á lt á g á t j a v í t j a. K iin d u ló adatok: P1 100311 Pa Tj - 88 K p2 «662057 Pa T2-530 K m «= 6.8 ^ K " 8,0 n - 348.03 - J - - komprezor b e lé p é i kereztm etzetén ek nyomáa; - komprezor b e lé p é i kereztm etzetén ek hőm éréklete; - komprezor k ilé p é i kereztm etzetén ek nyomáa; - komprezor k i lé p é i kereztm etzetén ek hőmér ék i e t e ; - a kompreor levegő zállitáa ; - a kom prezor nyom ávizonya; - a komprezor fiz ik a i fordulatzáma f e l z á l l ó Üzemmódon. Ezek az adatok ré z b en a term iku k ö rfolyam at zám ítán ál már f e lh a z n á lt. a hajtómű l e í r á b ó l v e t t 41
ad atok, ré z ben p edig a term iku k ö rfolyam at zám ítái eredm ényei. v i z g á l t Üzemmód ugyanaz a f e l z á l l ó Üzemmód. CTq - 368 K po - 101333 Pa5 amit e lő z ő le g a term iku k ö rfolyam at zám ítáak or végeztem. Így ezek a d a ta i ú jb ó l f e l h azn álh atd ak. Nagyon fo n to a ebeégi háromzögek fe lv é t e lé h e z a re a k c iő fo k m eghatározáa. re a k c iő fo k a z t f e j e z i k i, hogy a k om p rezor-fokozatban hogyan o z lik meg az e n t a lp ia -n ö v e k e dé az á l l ő é fo rg ó lap á tk o zo rú k özött. K éplete: r r a r p z r j ahol: lj. - ental pianövekedé a fo rg ó lapátkozorúban ; 1á - e n talp ian ö v ek e d é az á l l ó lapátk o zo rú b an ; r a k o m p rezor-fokozat re a k c ió fo k a. M ivel e g y -e g y fokozatban k i c i a közeg űrőégének v á l to z á a. e z é r t úgy te k in th e t jü k, hogy a nyománövekedé i az o n ta ip la v á lto z á o k n a k m egfele lő en o z lik meg az á l l ó é fo r g ó lapátk ozorú k között. z a x i á l i komprezorok á lt a lá b a n 30-100 5«-o r e a k c ió - fok úak. Szerarevételozv a t á r g y a lt kom p rezort. Jól m e g fig y e lh e tő. hogy a fokozatok re a k c ió fo k a 50 J4-o. mivel az á l - ló é forgó 1 apátkozorúk lap á tjai egymához képet zimmetrik u a k. Ennek m egfele lő en a fokozatok e b e é g i három zögei i zim m etrikuak lezn ek. Ez o ly a n ze re n c é h e ly z e t, ami nagyban megkönnyíti a f e la d a t v é g r e h a jtá á t. zám ítáokban alk alm azott J e lö lé e k m egértééhez n y ú jt e g ít é g e t az 1. á b r a. amelyen egy 50 Jí-o re a k c ió fo k ú kom p rezo r-fo k o z at ebeégi háromzög v e k t o r a it ábrázoltam, a b e - é k i lé p é i zögek J e lö lé é v e l. geom etriai m éreteket egy m etzett hajtóm ű kom prez- 2
z o rá rő l vettem. Minden fo k o z a tn á l lem értem a kom prezor- -c a to rn a k lilő á tm érő jét é a la p á t m agaágát. Ezeket az ad atok at a cikk végén a fo k ozatonkén t! eredményekkel ogyu tt közlöm. 1. á b ra KOMPRESSZOR SZÁMÍTÁSI FOLYMT ISMERTETÉSE v iz g á l a t menetét a kővetkezőkben "a b c " orrendben tárgyalom, majd a k a p ott eredményeket fokozatonként ö z e fo g la lom. z egye pontoknál a Jobb á tte k in t h e tő é g kodvéért numeriku é rté k e k e t nem h e ly e t t e ít e k be. l e i r t ö z e fü g géek te rm ézeteen az ö z e k o m p rezo r-fo k o z atra ugyan o ly a n formában érvén yeek, é mind a " k é z i" z á m ítá n á l, mind a zámi tőgépe program f e l á l l í t á á n á l f ö l h az n álh atő ak. a. / Komprezor közép-átmérő zámítá Mérni le gegy ze rű b b e n a kom prezorház b e l ő á tm é rő jé t. I l l e t v e a fo rg ő lap á tk o zo rű la p á tja in a k m agaágát le h e t e 4 3
t e t t. íg y az a d o tt fo k o z atn á l a fo r g ó la p á tk o zo rü k ö z é p -á t mérője: a h ol: dk - a d o tt fokozatban a kom p rezor-catorn a közép e t m érője; d^ - adott fokozatnál a komprezor ház bel <5 átmér ő j e ; L - a d o tt fo k o z atn á l a fo r g ó la p á tk o zo rü l a p á t j a i nak hoza. b. Közép átmérőn vett keru letl ebeégek : U «n n dfc ah o l: n - a komprezor fo rd u la tz á m a f e l z á l l ó Üzemmódon, m értékegyége: ; U - az a d o tt fo k o z at fo r g ó lapátk o zo ró ján ak k e r ü le t i e b e ége közép-átm érőn; c. H őm éréklet-növekedé a fokozatokban kom p rezor-fokozatok munkája k i fe je z h e t ő az On. k e r ü le t i munka e g ít é g é v e l i. Wf U CC2u ' Clu> a h ol: Wf C2u* - az ad o tt fo k o z a t f a j l a g o kom prezió munkája; CJu - az a b zo lo t ebeégek k e ru le t l irá n y é komponenei (L á d 1. á b r á t! 5.
z ol őz (5 k i f e j e z é e g y ze rű matematikai módzerekkel á t a la k ít h a t ó Ogy. hogy a k ife je z é b e n cak a e b e égi háromzög zögein ek zögfu ggvényei zerep eln ek a kér I lle t i e beégen k ív ü l. w f y2 c tq a a - c t q i ctgoii - clg/^ U2 K ah o l: K - a fo k o z a t k i a l a k í t á á r a Jellem ző zám. term ik u zám ítából im e rjü k, hogy a f e l z á l l ó üzemmódon mennyi a komprezor fa jla g o munkája. fentebb em lít e t t "K " tényezőt e l ő lé p é b e n állandónak vezük a z ö z e k o m p rezo r-fo k o z atra. É rték ét p edig a komprezor f a j l a g o munkája a la p já n a következőképpen zám ítjuk: ahol: - a komprezor fa jla g o munkája fe l z á lló üzemmódon. Ez a f a j l a g o komprezor-munka te rm é ze tzerű le g megegyezik a fokozatok f a j l a g o munkájának ö z e g é v e l: 10 w - E w J - l r J Tehát "K " tényező é r té k e az ö z e fo k o z a tra : K 4 5
Ezekután az egy fokozaton l é t r e jö v ő hőraérék l e t -n öveked ét a következőképpen h atáro z h atju k meg: U2 K " C ~ p ahol: iy - egy fokozaton létrejö vő hőméréklet-növekedé. nagyobb pon toág érdekében az á lla n d ő nyomáon v e t t fajh ő értékét minden fokozatra zámíthatjuk, mivel a hőméréklet függvényében változik. Ha azonban " k ézi" zámítá t végzllnk. e legen d ő a term iku körfolyam at o rán a kom prezorra m eghatározott közepe f a jh ő alkalm azáa. d. fokozatok lz e n t rő p ik u h atáfokán ak m eghatározáa fokozatok nyom ávizonyainak m oghatározáához az e l ő f e la d a t a fokozatok lz e n t rő p ik u h atáfokán ak k izám ítáa. z lz e n t rő p ik u h a tá fo k o t a következőképpen kaptam meg: - a kompreor p o llt r o p ik u h atáfo k a: V i 3,003 0,3 0 -----Í7S5----- ah o l: n - a kom prezlő folya m at p o llt r o p lk u k it e v ő je ; - a kom prezlő folya m at p o llt r o p lk u h atáfo k a. Ez a zám ított polltroplku hatáfok az egéz kom pre z o r r a v o n a tk o zta to tt á t la g o érté k. F e lte h e tő, hogy az e l ő 46
fokozatok p o li tro p ik u h atáfo k a Jobb. az u t o l ó p e d ig ro za b b. Lád a 2. á b r á t. M ivel a fokozatok nyom ávizonyai a komprezorban h átrafelé cökkennek, ezért az ábrán láthat ó módon az íz e n t ró p ik u h a tá fo k o t fokozatonként álla n dónak tekintem. C kővetkező zám itál c ik lu b a n már az e lő z ő c i k lu eredményei e g ít é g é v e l p on to íth ató k a h a t á fo k -é r té k e k ). - Íz e n tr ó p ik u h atáfo k értékének m eghatározáa: 10_ 10 " f á * 1.207 a fokozatok á t la g o nyom ávizonya a komprezor nyom ávizonya 0.3 9, 1755. ö.s á 4 7
ahol: T>l f * fokozatok iz e n tró p ik u hatáfoka. e. / fokozatok nyomávizonyainak meghatározáa a h ol: T - a z a d o tt fo k o z a t e l ő t t i a b zo lü t hőm éréklet nf - az a d o tt fo k o z at nyomávizonya. f. / e b e é g i háromzögek a x i á l l komponeneinek megh a tá ro z á a fe la d a t megoldáához zü k ége az a d o tt fo k o z atn á l lé v ő k ereztm etzetben a közeg űrűégének im erete. Ehhez tudnunk k e ll az i t t lé v é nyomát é hőm érékletet. M ivel az előzőekben zám ítottuk a fo k o z a to k ra Jutó h ő m éré k let-n ö vekedét. ille tv e nyomávizonyt, igy bármely kereztm etzetben im erjü k ezeket a J ellem zők et. íg y a d o tt kereztm otzetben a közeg ű rű ége: P dott k e reztm etzetben a közeg a x l á l i e b e é g e a fö ly to n o u á g t é t e l é b ő l : c * " í> í Sk n L a h ol: m - a kom prezoron id ő e g y ég a l a t t átá ra m ló közeg tömege C it t 6.8 4 8
r - a lapátok m iatt a komprezor kereztm etzete zűfkul. é r té k e b e c lé a la p já n l e t t fe lv é v e C0.Ö63. q.s Wu lc^l m oghatározáa ebeé g -v e k toro k értelm ezé é h ez lá d az 1. á b r á t. z ábrán lá t h a t ó, hogy W^ é Cu vektorok nagyága azono. c. pontban tá rg y a lta k z e r in t : U2 K Ez a la p já n : W» C - W, C_ -C, * * U K u u 1 u 3u 2u 1 u h. / ftg( O j1 zögek meghatározáa Im ét az 1. á b r a a la p já n zögfuggvények e g ít é g é v e l zám íthatók a k e ro e tt zögek. * r c t «0 = S T I. / ftí lo gl zögek m eghatározáa 2 c. *r e t«b T J. / ( Cgl ebeég-v e k to ro k m eghatározáa Wi " 5TT% Q
k.y Wg tc^j e b e ég-v e k toro k m eghatározáa *2 i T í f e - Ezzel tulajdonképpen befejeződött a kom prezor-vizgál a t zám ítái folyam atának im e rte té e. k./ pont a la p já n bárm elyik k o m p re zo r-fo k o z a tra, a h ő m éré k let- é nyománövekedé m értéke, a fo k o z at e l ő t t i é m ögötti nyomá é hőm érékletad atok, fokozatonként a e b e é g i háromzögek z á m íthatók, i l l e t v e megimerhetők. Ezeket az eredményeket a fen ti tárgyalá "abc" orrendjében az 1. táblázatban özefo glalva közlöm. 5 0
10. fo k. O 267,8 co 3 Cl g r- a r- g c - g <r Cm o ' g CD co 8 Ki R M> KV Ki» g KV O a VO MÍ co D in ra KV CO komprczorfokozatok Jellemző adatai r - 'g * 1 ~ g o o ja o a in 3 ÍJ a cm vo r» 8 I M> ki MJ o. 8 r~ kv o a CD w g o" a K Íg o Cm a. Ml kv V0 a M5 Ki Ki KV CO KV KV R r~ B VO O KV P- KV r f g o O >o ov" ki a MJ Ja 5 - g? o Ki oc k\ O CO ki CO g S S Sorrend T E 3 <J í * 1 a * *ür b < f T T i a T ro n o o - Cl - ó ü S í