Экспериментальное исследование влияния впрыска воды на параметры газотурбинной установки малой мощности

5 / 10

Г.Н. Бурцев, В.В. Рунько, Н.В. Шлейников, Д.В. Шевелев
126 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 5
Методика проведения и результаты испытаний. Испытания проводились
по разработанной методике в четыре этапа.
Этап 1. Определение базовых параметров ГТД на режимах холостого хода,
50 и 90 % нагрузки.
Этапы 2–4. Определение параметров ГТД при впрыске воды с массовым со-
держанием gвод = 1, 2 и 3 % расхода воздуха через двигатель соответственно.
Особенностью штатной системы управления двигателем 9И56 является под-
держание постоянных оборотов и мощности двигателя на каждом из рабочих ре-
жимов путем изменения расхода топлива. Таким образом, исследование влияния
впрыска воды на параметры двигателя было возможно только за счет анализа из-
менения температуры газа на выходе из турбины *
4 . T
Результаты измерений приведены в табл. 3.
Таблица 3
Результаты измерений параметров двигателя на режиме e N = 90 кВт
Параметр Условное
обозначение Количество впрыскиваемой воды, г/c
Степень повышения давления
в компрессоре к  3,06 3,06 3,06 3,06
Температура воздуха на входе
в компрессор, K
*
1 T 299 299 300 300
Температура воздуха на выходе
из компрессора, K
*
2 T 475 475 464 465
Температура воздуха на входе
в камеру сгорания, K
*
И T 475 460 456 420
Температура на выходе
из турбины, K
*
4 T 913 883 883 873
Частота вращения ротора
турбокомпрессора, % nном
nном 100 100 100 100
Эмиссия NO x, CO, мг/м3 CI(NOx) 27 29 32 33
EI(CO) 45 32 30 26
Концентрация О2 в выхлопных
газах, % С(О2) 19,3 19,4 19,3 19,3
Уровень вибраций на корпусе
компрессора, g g 1,5 1,5 1,5 1,5
Удельный расход топлива,
кг/(кВт ч)
р 0,91950 0,9302 0,9756 1,0526
Впрыск воды за компрессором приводит к уменьшению температуры возду-
ха перед камерой сгорания. Зависимость снижения температуры воздуха перед
камерой сгорания от относительного количества впрыскиваемой воды приве-
дена на рис. 2. Расчетная зависимость (сплошная линия) построена, исходя из
условия полного испарения впрыскиваемой воды. Экспериментально получен-
ная величина охлаждения воздуха, как видно на рисунке, меньше расчетной.