Воздухоприемные и газовыхлопные устройства
Воздухоприемные устройства судовых ГТД предназначены для подачи воздуха к двигателям, защиты ГТД от попадания посторонних предметов, выхлопных газов, брызг и солей морской воды, эрозионно опасных частиц и предохранения входных устройств компрессоров от обледенения.
На водоизмещающих судах наиболее распространены надпалубные воздухоприемные устройства шахтного типа, в состав которых могут входить следующие элементы (рис. 76):
|
|
- приемный патрубок (П), предназначенный для забора воздуха из атмосферы и формирования воздушного потока. Приемные патрубки располагают в той части судна, где возможно наименьшее попадание в поток воздуха солей и брызг морской воды, выхлопных газов, пыли и других инородных предметов;
- фильтры (Ф), обеспечивающие очистку воздуха, поступающего на всасывание компрессора;
- шахта (Ш). С целью снижения уровня шума шахту с внутренней стороны часто облицовывают звукопоглощающим покрытием (ЗП);
- устройство глушения шума (ГШ), предназначенное для уменьшения уровня шума воздушного потока; Основным источником шума в ГТД является всасывающая часть компрессора, в которой шум возникает при взаимодействии потока воздуха с неподвижным входным направляющим аппаратом и последующим быстро вращающимся первым рядом рабочих лопаток;
| Рис. 76. Схема шахтного воздухоприемного устройства ГТД. |
- охладители (ВО) и подогреватели (ВП) воздуха; Охлаждение всасываемого компрессором воздуха позволяет увеличить мощность ГТУ (особенно при высоких температурах забортного воздуха) Охлаждение можно обеспечить при пропускании воздуха через воздухоохладитель, либо впрыском в него мелко распыленной очищенной воды. При температуре забортного воздуха близкой к 0 оС в условиях высокой влажности возникает необходимость подогрева воздуха, поступающего в компрессор, во избежание обледенения входного устройства ГТД и входного направляющего аппарата. Подогрев воздуха осуществляется перепуском небольшой части циклового воздуха, отбираемого за компрессором, либо перепуском части продуктов сгорания в поток всасываемого воздуха;
- улиточный патрубок, предназначенный для формирования воздушного потока, поступающего в компрессор.
Надпалубные воздухоприемные устройства иногда выполняют для подачи воздуха в машинное отделение, откуда его забирает один или несколько ГТД.
Газовыхлопные устройства судовых ГТД служат для отвода выхлопных газов от двигателя с минимальными потерями энергии и, кроме того позволяют:
- снизить уровень шума со стороны выхлопа:
- эжектировать охлаждающий воздух из-под кожуха двигателя (рис. 73);
- снизить температуру газа за турбиной до требуемого уровня;
- обеспечить подвод газов к теплоутилизационным котлам.
ГВУ состоят из различных (в зависимости от типа и размещения двигателя) сочетаний следующих элементов: затурбинного диффузора; улиточного патрубка; удлинительных труб; поворотного колена; эжекторного усилителя тяги; реактивного сопла; систем охлаждения и шумоглушения.
При размещении ГТД в непосредственной близости от верхней палубы ГВУ выполняются в виде реактивных сопел с выходом в кормовую часть судна (для быстроходных судов). При этом остаточная часть кинетической энергии газов преобразуется в дополнительную реактивную тягу.
При размещении ГТД в МО судна на значительном удалении от верхней палубы ГВУ обязательно содержит выхлопной патрубок, поворачивающий поток газа на 90о.
2.8. основные характеристики гту
Рабочий процесс судового ГТД характеризуется нагрузкой (мощностью), частотами вращения роторов, температурой рабочего тела, давлением воздуха и газа в проточной части, расходами топлива и воздуха. Зависимости этих параметров от основных факторов внешней среды, которые определяют режимы использования ГТУ на судне, называются характеристиками ГТУ.
В качестве факторов внешней среды обычно рассматривают:
- заданную мощность двигателя или частоту вращения выходного вала;
- время набора или сброса заданной мощности;
- параметры воздуха на входе в компрессор;
- гидрометеорологические факторы (давление, влажность и температура забортного воздуха, волнение и др).