A gázturbinás hajtómű, kompresszor nyomáslengése. ( pompázs jelenség ) I. rész
stripe Repüléstechnikai, üzemeltetési okosságok
vasárnap
2009 máj 10
A kompresszor levegő áramlásának “lengése” (pompázs), erős vibrációval és hanghatással jár. Morajlás, zúgás, “dudálás” szerű hang hallható. Szélsőséges esetekben, akár éles pisztolylövéshez hasonló hangot eredményezhet. A sorozatos egymás utáni pompázs pulzálást okoz, melyet a fúfócsőböl kiáramló gázcsóva, köd vagy füst kisérhet. Némely esetben még a kompresszor beömlőnyílásából is tapasztalható kifúvás. A kompresszor “nyomáslengése” magas turbina hőmérsékletet von maga után.
Ez a jelenség, bármely gázturbinás sugárhajtómű működése alatt felléphet, ha annak feltételei adottak. A hajtómű nyomáslengés (pompázs) nélküli működésére a következők hatnak:
A hajtómű kompresszorának tisztasága
A tűzelőanyag szabályzó rendszer működése
A hajtómű általános állapota
Az alacsonyabb tűzelőanyagfogyasztás és a nagyobb teljesítmény eléréséhez az alábbi módszereket lehet alkalmazni:
A kompresszor nyomásviszonyának növelése.
A hajtóművön átáramló levegő tömegének növelése.
A turbina elötti gázhőmérséklet lehető legnagyobb mértékre történő növelése.
A hajtómű kompresszor és turbina hatékonyságának növelése.
A gyors indítás és az intenzív gyorsítás biztosítása elengedhetettlen a nagyobb teljesítmény és alacsony tűzelőanyagfogyasztás eléréséhez. A leggazdaságosabb működés és kiváló gyorsulási jellemzők, valamint a nagy kimenő teljesítmény biztosítása érdekében, a hajtómű gyártók úgy tervezik a gázturbina működését, hogy az a pompázs jelenséghez a lehető legközelebb legyen.
Annak érdekében, hogy a nyomáslengés elkerülhető legyen precízen kell szabályozni a tűzelőanyag betáplálást az indítás és a gyorsítás folyamán. Ezen kívül, hogy ez az “instabíl” üzemmód ne alakúlhasson ki, a tervezők leggyakrabban két megoldást alkalmaznak a hajtóművön.
- A kompresszorra szerelt levegőkibocsátó (pompázs) szelep. (Jellemzően a kissebb méretű hajtóműveknél, például: Allison 250-C20B, GTD-350.)
- A kompresszoron kialakított állítható terelőlapát koszorú.
A nyomáslengés (pompázs) kialakulásának magyarázata előtt, nem árt tisztázni néhány tényt:
1. A tűzelőanyg begyújtásához három dolog szükséges:
a. Levegő
b. Tűzelőanyag
c. Gyújtás
2. A levegő hajtóművön keresztűl történő átáramoltatására három okból kifolyólag van szükség:
a. Az oxigén biztosítása az égéshez.
b. A hajtómű belsejének hűtésére.
c. A levegőtömeg biztosítása a teljesítmény létrehozásához.
3. A hajtóművön átáramló levegő mennyisége sokkal nagyobb, mint amennyire a betáplált tűzelőanyag elégetéséhez szükségünk van.
4. A kompresszor levegősűrítési képessége a hajtómű kompresszor forgórész fordulatszámának függvénye: p=f(n). Alacsonyabb fordulaton a levegő nyomásának fokozása nem olyan hatékony, mint magasabb fordulaton.
5. A kompresszor és terelőlapátok metszetprofílja, szárnyszelvényt alkot.
6. A levegő áramlás “leválik” a lapátokról, ha az áramlás sebessége túl alacsony, vagy a “támadásszöge” túl nagy.
7. A szárnyszelvény “átesik”, amikor a levegő áramlás “leválik” a lapátokról. Ha túl sok kompresszorlapát “esik át”, akkor az a levegő áramlás “lengését” (pompázs) okozhatja.
8. A turbinán átáramoltatható gáz mennyisége a turbina fordulatszámának függvénye: G=f(n). Kis fordulaton a turbinán átáramoltatható gáz mennyisége sokkal kisebb, mint nagy fordulatszámon.
9. A turbina “befulladhat” (gázdinamikai fojtás), amikor az adott fordulaton a gáz mennyisége meghaladja az átáramoltatható gáz mennyiségét.
( Folytatjuk! )
Forrás: Botta András okl. gépészmérnök
http://www.aerofriends.hu/repulestechnikai-uzemeltetesi-okossagok/a-gazturbinas-hajtomu-kompresszor-nyomaslengese-pompazs-jelenseg-i-resz
.jpg)