Материал: 2120

стоящая из ёмкости для охлаждающей жидкости 17, насоса центробежного типа 16 и охладителя 15. Установка может работать в одном из двух режимов:

В первом режиме в качестве рабочего тела используется сжатый атмосферный воздух (холодный режим). С пульта управления приводятся в действие поворотные заслонки 3. При включении воздуходувки 1 и открытом клапане 3 перед ней (верхний клапан закрыт) воздух поступает на вход в турбину турбокомпрессора 9. Расход воздуха через турбину регулируется дросселем.

Перед тем как запустить воздуходувку 1 нужно включить систему смазки и убедится, что давление на входе в узел смазки подшипников составляет не менее 0,2 МПа. Так как турбина приводится в движение от воздуха, который имеет температуру не более 30 оС, то систему охлаждения можно не включать.

Частоту вращения вала ротора турбокомпрессора определяют в процессе исследования при помощи тахометра АТТ6002. Для измерения температуры воздуха на входе и выходе из компрессора используют термометры, для изменения давления – манометры, для измерения расхода − расходомеры. В качестве тормоза для турбины используется компрессор К турбокомпрессора 9. Закрывая заслонку 3В на выходе из компрессора, устанавливают необходимое давление перед турбиной, расход воздуха и проводят испытания.

Во втором режиме используются продукты сгорания, поступающие из камеры сгорания 6 (горячий режим). С пульта управления приводятся в действие поворотные заслонки 3. При подаче топлива из баллона 4 (пропан-бутановая смесь) и воздуха из воздуходувки 1 в камеру 6, поток продуктов сгорания поступает в турбину, вращая ее колесо. После воспламенения топлива в камере сгорания, воздух поступает из компрессора. При этом верхняя заслонка 3в открыта, а две нижние (3А и 3С) закрываются, воздуходувка 1 выключается. Количество газа на входе в турбину регулируется изменением подачи топлива, поступающее в камеру сгорания. При использовании камеры сгорания кроме системы смазки дополнительно включается система охлаждения. Кроме газа для организации процесса горения в камере 6, возможно применение распыленного дизельного топлива.

Как для первого, так и для второго режимов работы стенда (см. рис. 2.1), используются тахометр S, расходомер F, манометры давления P и термометры T. Для определения скорости потока газов в различных сечениях используются пьезометры и трубки Пито

16

(см. лабораторную работу № 1). Для установки на стенд турбокомпрессоров с различными размерами предусмотрены переходные фланцы.

2.4. Испытание и настройка устройства перепуска газа мимо турбина

На рис. 2.2 показан агрегат наддува с компрессором, турбиной и устройством для перепуска газа мимо турбины (расходное воздействие). Пневматическая камера 1 герметично сообщена (при помощи шланга) с выходом компрессора. Перепускной канал, закрываемый заслонкой 3, соединен с выходом из турбины. Давление наддува передается на мембрану, поджатую пружиной. При величине давлении больше оптимального, мембрана камеры 1, преодолевая усилие пружины, перемещает рычаг, который открывает заслонку 3. При этом изменяется количество газа (расход газа), который направляется на лопатки колеса турбины и изменяется частота вращения ротора турбокомпрессора.

Рис. 2.2. Турбокомпрессор с перепускным устройством: 1 – рычаги управления заслонкой; 2 – пневматическая камера

управления; 3 – заслонка

На рис. 2.3 приведена схема устройства для перепуска газа мимо турбины (в атмосферу) с установкой индикатора 7 для диагностики.

Система перепуска работает следующим образом [3]. Воздух под определенным давлением PК из компрессора 1 поступает в камере управления 2, действуя на мембрану 3 площадью SМ , создаёт силу (Н)

17

со стороны мембраны (диаметр мембраны 40 мм)

Рис. 2.3. Установка для диагностики системы перепуска газа мимо турбины:

1 – компрессор центробежный; 2 – камера управления; 3 – мембрана; 4 – пружина; 5 – стойка крепления индикатора; 6 – упорная планка привода индикатора 7; 8 – винты зажимные; 9 – муфта регулирования длины штока 10; 11 – рычаг штока;

12 – рычаг клапана; 13 – клапан-заслонка; 14 – перепускное отверстие; 15 – турбина

Пружина 4 имеет определенную жесткость С (30 Н/мм) и предварительно сжата на величину Х. Сила со стороны пружины определяется выражением

При закрытой заслонке 13 площадью SЗ на нее действует сила от давления газов перед турбиной РТ = РК равная

18

При равенстве длины рычагов 11 и 12 баланс сил на штоке 10 определяется выражением

Определив силы, действующие на шток 10, для заданного оптимального давления начала открытия клапана (например, абсолютное давление 1,5·105 МПа) определяют величину FП, при необходимости ее корректируют муфтой 9, изменяя длину штока 10. Площадь мембраны и перепускного отверстия диаметром D определяют по форму-

ле π· D2/4.

2.5. Последовательность диагностирования и регулировки перепускного устройства

Работа выполняется в следующей последовательности:

1.Проверяют целостность мембраны 3 (см. рис. 2.3), пружины 4

игерметичность перепускного клапана 13. Устанавливают упорную планку 6 на шток 10 и закрепляют ее. Планка 6 должен касаться штока индикатора часового типа 7, шкала которого устанавливается на 0.

2.Плавно повышая давление в камере 2 при помощи компрессора или насоса, наблюдают за началом движения штока 10 и открытием клапана 13.

3.Записывают давление, при котором происходит начало движения штока, и сравнивают его с данными завода-изготовителя. При необходимости корректируют длину штока 10 при помощи муфты 9.

4.Далее, повышая давление в камере 2, определяют зависимость перемещения штока и величину открытия клапана от давления.

Площадь сечения при открытии клапана на величину K (ход штока) определяют из выражения

где DО – диаметр перепускного отверстия, 20 мм.

Определив SК, для различных выдвижений штока, можно определить количество перепускаемого газа. При равенстве длин рычагов 11 и 12 ход штока 10 и величина открытия клапана K будут равны друг другу.

Результаты испытание и настройка устройства перепуска газа мимо турбина представлены в табл. 2.1

19

Для проведения регулировочных работ необходимы данные о величине давления начала и полного открытия клапана. Требуется указать марку двигателя, его мощность, частоту вращения коленчатого вала, давление наддува.

Содержание отчета:

1.Название работы.

2.Цель и задачи работы.

3.Основные формулы для расчета устройства перепуска газа мимо турбины.

4.Схема установки для диагностирования системы перепуска газа мимо турбины.

5.Результаты испытания устройства перепуска газа внесите в табл. 2.1.

6.Выводы по работе.

Контрольные вопросы и задания

1.В чем заключается методика работы на стенде по диагностированию и испытанию турбокомпрессоров?

2.Как осуществляются смазка и охлаждение турбокомпрессора при испытании и диагностированию на стенде?

3.С какой целью устанавливается на шток индикатор в процессе диагностирования устройства для перепуска газа?

4.Как отрегулировать начало движения штока при заданном полном давлении (например, 0,15 МПа)?

5.С какой целью перепускают часть газа мимо турбины?

20