Дальнейшее увеличение количества впрыскиваемой жидкости не дает существенного эффекта из-за того, что ограничено количество испаряющейся в компрессоре жидкости, а также из-за падения КПД компрессора при Оож/Ов>1—2% (где Оож— расход жидкости, впрыскиваемой в компрессор). Последнее подтверждают исследования, приведенные в литературе [8, 9], которые показали, что особенно чувствительны к впрыску воды осевые компрессоры, в которых при этом происходит перераспределение работы между ступенями.
На эффективность впрыска в компрессор жйдкости практически не влияет место ее подвода, так как (как показали опыты) под действием центробежных сил жидкость отбрасывается в компрессоре к периферии и в нем происходит испарение пленки воды, движущейся по стенкам корпуса.
Часть жидкости в компрессоре не успевает испаряться и она превращается в пар в камере сгорания. Это дополнительно увеличивает приемистость, формуле (1) (где От и О0х— расходы топлива и воздуха на охлаждение соответственно). Рекомендация по улучшению приемистости путем впрыска воды в камеру сгорания Дана а работе. Расчеты показывают, что впрыском воды только в камеру сгорания можно существенно ускорить разгон. Так, если впрыснуть 5%, воды от расхода воздуха, то время разгона турбокомпрессора уменьшится на 15—20%. Следует, однако, иметь в виду, что при впрыске воды в камеру сгорания уменьшается расход воздуху через компрессор. Поэтому компрессор может попасть в помпаж, так же как при увеличении температуры газа.
Впрыск жидкости в камеру- сгорания увеличивает работу турбины компрессора из-за роста количества рабочего тела и его теплоемкости. Однако при этом .уменьшается КПД цикла, ухудшается работа камеры сгорания. Кроме того, подвод жидкости в камеру сгорания, особенно у небольших ГТД, представляет большую сложность, чем впрыск ее в компрессор. Впрыск жидкости в камеру сгорания менее эффективен, чем в компрессор. В первом случае при 00Ш/0В=1% время разгона турбокомпрессора снижается на 3—5%, а во втором случае — 10—20%.
В связи с этим наиболее целесообразно впрыскивать жидкость в компрессор так, чтобы неиспарившаяся в нем часть жидкости попадала в камеру сгорания. При таком способе улучшения приемистости открытым является вопрос об эрозии и коррозии проточной части под воздействием жидкости. Кроме того, существует опасность ухудшения КПД сжатия, особенно в осевом компрессоре, из-за впрыска жидкости.
Эффективным способом ускорения разгона турбокомпрессора является увеличение степени понижения давления в турбине компрессора за счет раскрытия РСА силовой турбины или перепуска газа из пространства между туроинами (в атмосферу или в теплообменник). Степень понижения давления в турбине компрессора равна, где тк, дтс, дпер— отношения расхода, газа к критическому расходу в компрессорной, силовой турбине и в перепускном устройстве соответственно; 1ТС, Ргтк— осевые площади сопловых аппаратов турбин; а1тс> а1тк“ Углы выхода из сопловых аппаратов; ^ — коэффициент расхода перепускного устройства; п = = 1,3 — показатель политропы расширения в турбине компрессора; — площадь перепускного устройства. Увеличение а1тс или открытие перепуска увеличивает ятк, но одновременно снижает яхс, так как произведение ятк яхс остается постоянным, не зависящим от а1т0 и /^пер.
При раскрытии РСА силовой турбины падает ееКПД, а открытие перепуска снижает расход газа через силовую турбину. Наиболее надежные данные влияния перепуска и соплового регулирования на приемистость могут быть получены экспериментально.
На рис. 3 показаны экспериментальные зависимости времени — разгона турбокомпрессора и силовой турбины ГТД от относительной проходной площади РСА силовой турбины. При отсутствии соплового регулирования время разгона составляло около 5 с. Из приведенных кривых видно, что путем соплового регулирования можно уменьшить время разгона турбокомпрессора на 40—45%. Время разгона силовой турбины можно уменьшить ие более чем на 20%, причем максимум приемистости соответствует увеличению проходной площади соплового аппарата на 20—30% . Дальнейшее раскрытие РСА приводит к увеличению ттс, так как при этом падает ятс и КПД силовой турбины.
