Hotnostní tok výfukových lynů tubinou, chaakteistika tubiny c 0 c v v Hotnostní tok tubinou lze osat ovnicí / ED cs /ED je edukovaný ůtokový ůřez celé tubiny Úloha je řešena jako ůtok stlačitelné tekutiny je hustota výfukových lynů na výtoku z ůřezu /ED ychlostí c s c s je ychlost výfukových lynů, odovídající izoentoickéu sádu na tubině Výfukové lyny ají na vstuu do tubiny stav učený veličinai a : o ůtoku tubinou (s uvažovanou izoentoickou exanzí) je konečný stav výfukových lynů učený tlake. Celkový teelný sád se ři ůtoku výfukových lynů tubinou ozdělí na dvě části: vní část teelného sádu se využije ři ůtoku ozváděcí skříní s ůtokový ůřeze, duhá část je využita ři ůtoku výfukových lynů ůtokový ůřeze v kanálech loatek oběžného kola tubiny. Při výočtu se vychází z ovnice kontinuity: c v / ED cs Hustoty a ychlosti výfukových lynů v ozváděcí skříni a oběžné kole závisí na ozdělení celkového teelného sádu na ozváděcí skříň a oběžné kolo a jsou osány tzv. ůtokovou funkcí, kteá je učena teelný sáde (stuně exanze tlakovýi oěy) na ozváděcí skříni a v oběžné kole. Platí, že: i i i Zjednodušeně lze ředokládat, že: i i i i i i c s i c i i i v i i PZP (0/0) 6/ tanislav Beoun
Poto latí : ze tedy sát i Z celkového teelného sádu / ED i i i / ED i / ED i ychlost výfukových lynů c s ůřeze /ED enegetické ovnice: de kin / ED i Výfukové lyny vstuují títo ůřeze do ostředí s konečný tlake a k touto tlaku se usí učit i hustota výfukových lynů a jejich ychlost o exanzi ze stavu na vstuu do tubiny. ři izoentoické adiabatické exanzi lze učit z bilanční di c / d de d Po usnadnění výočtu se zavádí ředoklad o očáteční stavu s ychlostí c = 0 a řeší se izontoická exanze z očátečního stavu s telotou na konečný stav s telotou, ři kteé ychlost acovní látky dosáhne ychlosti c = cs. ovnice o tuto zěnu bude ít tva kin c s PZP (0/0) 6/ tanislav Beoun
je ůtoková funkce tubinou o odkitický oě tlaků PZP (0/0) 6/3 tanislav Beoun ychlost c s oto bude s c s c Hustota výfukových lynů se o izoentoické exanzi zění (sníží) na Hotnostní tok tubinou oto vyjadřuje ovnice ovnice se většinou uavuje do tvau ED /
Pozn.: o olytoickou exanzi je kitický oě Kitický oě o izoentoickou exanzi (oě výstuního tlaku k tlaku očátečníu) je učen vztahe PZP (0/0) 6/4 tanislav Beoun kit kit n n n Po výfukové lyny lze (zjednodušeně) ředokládat individuální lynovou antu = 93 J/kg.K a hodnotu adiabatického exonentu =,3 ( kit = 0,54 ). Celkový teelný sád na se ři ůtoku využije zčásti v skříni (bezloatkové nebo s ozváděcíi loatkai) a zčásti v kanálech oběžného kola: odíl využití teelného sádu v oběžné kole se uvádí jako stueň eakce oběžného kola a je v ozsahu 0,4 0,48. Znázonění v -s diagau. Vlastnosti dostředivé adiální se odlišují od návhového ežiu oěnlivostí teel. sádu i oěnlivosti otáček: vliv otáček je účinke odstředivých sil ři vyšších otáčkách se usí tlak výazně zvýšit, neboť oti ůtoku lynu ůsobí odstředivá síla (v chaakteistice se uvádí hodnoty oěného ůtočného nožství). 0 oěná exanze 3,5 3,5,5,0 0,4 Poěné otáčky n 0 0 3 4 oěné ůtočné nožství Hanice zahlcení: v ůřezu.skříně nebo na výstuu z O.K. je dosaženo kitické ychlosti Vliv oěnlivých otáček na cha.. 0 0
Chaakteistiky adiálních jsou většinou uváděny v obácené usořádání souřadného systéu: zakeslené ůběhy v gafech jsou zjištěné exeientálně a zahnují oto i vliv otáček. Uváděná čísla jsou ůtočné ůřezy dýzy () v tubinové skříni (c, dvojčíslí řed tečkou) a kanálů na výstuu výfukových lynů z kanálů oběžného kola (o elativní ychlost v). Poěné ůtočné nožství a oěné otáčky jsou aaety, vztažené k hodnotě kitické ychlosti (Machovo číslo) o stav výfukových lynů na vstuu do tubiny. 0 0 0 0 a 0 c 0 0 M 0 n 0 D 60 D 60 n 0 u a 0 M 0 PZP (0/0) 6/5 tanislav Beoun
Půtok výfukových lynů tubinou lze v učité ozsahu ovlivnit (ěnit) oocí ukčních oatření o egulaci výkonu tubiny: hlavní sysle takových oatření je egulace stlačení tubodychadla (egulace lnicího tlaku) k dosažení otřebného ůběhu oentové chaakteistiky řelňovaného otou: odouštění výfukových lynů řed tubinou (waste-gate) zěnou geoetie v tubinové skříni: a) natáčení ozváděcích loatek b) zěnou šířky tubinové skříně v atii řítoku do OK c) oužití sěové klaky v bezloatkové tubinové skříni Řešení egulace ůtoku ozváděcíi loatkai s oěnlivou geoetií zajišťuje koě egulace lnicího tlaku i elativně vysokou izoentoickou účinnost adiální tubiny. ubinová skříň s evnou geoetií B A D A. D u c w = c B c sin. B. Pozn.: jako úhel se někdy označuje odchylka ychlosti c od adiálního sěu je oto otřeba věnovat ozonost jednotlivý schéatů a ovnicí. PZP (0/0) 6/6 tanislav Beoun
egulace výkonu tubiny (lnicího tlaku) řeouštění části výfukových lynů io oběžné kolo tubiny je ztátová egulace a nevýhodou je i zvyšování tlaku a teloty výfukových lynů řed tubinou. Agegát lnicího tubodychadla je otializován o otáčkový eži MtMAX, řeouštění části výfukových lynů je aktivováno o ežiy vyšších otáček a zatížení. Zěna ůtočnosti tubiny oocí oěnné geoetie tubinové skříně zěna úhlu loatek c c Nízké otáčky otou Vysoké otáčky otou c c MtMAX PeMAX PZP (0/0) 6/7 tanislav Beoun
Zěna ůtočnosti tubiny oocí oěnné geoetie tubinové skříně zěna šířky B B i B. Pacovní oblasti tubiny s evnou geoetií tubinové skříně jsou výsledke kooisu a oezují dosažitelné výkonové aaety otou. Zěna šířky ozvaděče je zdánlivě jednodušší než natáčení loatek, ve skutečnosti je však sojena s celou řadou ukčních těžkostí. Pacovní oblasti tubiny s koncete VG jsou otializovány o ežiy MtMAX i o PeMAX. ěová klaka v bezloatkové tubinové skříni PZP (0/0) 6/8 tanislav Beoun