Совершенствование противообледенительной системы воздухозаборного очистительного устройства газотурбинной установки типа ПС-90, эксплуатируемой в наземных условиях - Автореферат

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Совершенствование противообледенительной системы воздухозаборного очистительного устройства газотурбинной установки типа ПС-90, эксплуатируемой в наземных условияхРеферируемая диссертация посвящена исследованию процесса обледенения воздухозаборного очистительного устройства (ВОУ) газотурбинной установки и усовершенствованию ее противообледенительной системы. Использование ГТУ в регионах с высоким уровнем влажности и водности приводит к возникновению интенсивного обледенения ВОУ при отрицательных температурах, несмотря на применение противообледенительных систем (ПОС), т.е. применяемая ПОС зачастую не справляется с увеличением обледенения элементов ВОУ, что приводит к вынужденной остановке ГТУ или даже аварии. Помимо совершенствования уже существующей ПОС необходимо рассмотреть возможности использования дополнительных средств борьбы с обледенением на входе в ВОУ, разработать достаточно простой математический аппарат экспертных оценок, позволяющий значительно сократить время оценки эффективности ПОС. Поскольку в имеющихся на сегодня методах расчета обледенения рассматриваются только траектории движения капель и интенсивность обледенения, а изменения геометрии обледеневающей детали и поля скоростей несущего потока остаются без учета, это не позволяет адекватным образом описать процесс обледенения ВОУ ГТУ. На основе изучения теории движения многофазной вязкой среды, теории фазовых переходов и методов расчета обледенения элементов самолета в работе была выдвинута гипотеза о том, что базовыми при обледенении являются термо-и газодинамические процессы, протекающие по определенным законам, которые могут быть описаны и смоделированы как закономерное взаимодействие.В первой главе «Анализ причин обледенения воздухозаборного очистительного устройства газотурбинной установки» изучается характеристика атмосферного воздуха, как среды, в которой возникает обледенение, и воды, изменение фазового состояния которой и есть процесс обледенения. Изучение условий существования воды в разных фазовых состояниях, показало, что в наземных условиях, основным видом осадков, вызывающим при отрицательной температуре опасное по своей интенсивности обледенение ВОУ ГТУ, когда переохлажденные капли воды, соприкасаясь с холодной поверхностью, превращаются в лед, являются туманы. Было определено, что в зимние месяцы при отрицательных температурах среднее число дней с туманом колеблется в северных регионах (Пермь, Сургут, Уренгой) в диапазоне от 2 до 7 туманов в месяц, в южных регионах (Саратов, Волгоград) 10-15 туманов в месяц в зависимости от года наблюдения. Как показало исследование и практика эксплуатации ПОС ВОУ ГТУ ПС-90 выпускаемая НПО «Искра» требует доработки, так как условия ее включения не всегда соответствуют условиям возникновения обледенения, при этом подается чрезмерно горячий воздух снижая КПД ГТУ, а так же не обеспечен необходимый обогрев всех обледеневающих элементов воздушного тракта Во второй главе «Особенности процесса обледенения воздухозаборного очистительного устройства газотурбинной установки стационарного размещения» для изучения процессов обледенения определяются основные уравнения, описывающие параметры воздушного потока и движущейся в нем водности, описывается и объясняется обледенение конструктивных элементов воздухозаборного очистительного устройства, определяются основные температурно-влажностные условия обледенения мультициклонов ВОУ ГТУ.