0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что значит байпасный двигатель

Что такое байпас и в каких случаях он необходим

Что именно позволяет сделать установка байпаса в реальности? Например, если есть байпас счетчика индивидуального учета воды, то это позволит произвести его замену, не отключая при этом водоснабжение дома или квартиры. Тоже самое можно сказать и о циркуляционных насосах, интегрированных в систему отопления. Наличие байпаса позволяет перейти на естественную циркуляцию в случае отключения электричества, когда насос перестает работать. Если байпас с регулируемым термостатом есть рядом с радиатором, то это позволяет не только устанавливать необходимый температурный режим, но и заменить отопительный прибор в случае его выхода из строя, не отключая при этом систему отопления полностью.

В основном, байпас — это элемент однотрубной системы отопления. Такая система имеет ряд преимуществ, из которых основное — недорогой монтаж, и большое количество существенных недостатков. Установка байпаса позволяет минимизировать недостатки однотрубной системы отопления. По своей конструкции байпас — это перемычка из трубы, соединяющая «обратку» с подающим трубопроводом. Устанавливается перемычка в непосредственной близости от радиатора и на ней монтируются два шаровых крана. Это позволяет перепускать горячую воду из подающей трубы в обратку, миную прибор отопления, тем самым производя регулировку температуры в комнате.

Если вся энергия газа от газовой турбины преобразуется в кинетическую энергию в движущем сопле, летательный аппарат лучше всего подходит для высоких сверхзвуковых скоростей. Если все это передается отдельной большой массе воздуха с низкой кинетической энергией, самолет лучше всего подходит для нулевой скорости (зависания). Для промежуточных скоростей мощность газа распределяется между отдельным воздушным потоком и собственным потоком из сопла газовой турбины в пропорции, обеспечивающей требуемые летно-технические характеристики. Первые реактивные самолеты были дозвуковыми, и неудовлетворительная пригодность сопла для этих скоростей из-за высокого расхода топлива была понята, и байпас был предложен еще в 1936 году (патент Великобритании 471368). Основной принцип байпаса — обмен скорости выхлопа на дополнительную массовый расход, который по-прежнему дает требуемую тягу, но требует меньше топлива. Фрэнк Уиттл назвал это «замедлением потока». [7] Мощность передается от газогенератора к дополнительной массе воздуха, т. Е. К движущейся струе большего диаметра, движущейся медленнее. Байпас распределяет доступную механическую мощность по большему количеству воздуха, чтобы снизить скорость струи. [8] Компромисс между массовым расходом и скоростью также наблюдается в винтах и ​​винтах вертолетов, сравнивая нагрузку на диск и нагрузку по мощности. [9] Например, такой же вес вертолета может поддерживаться двигателем большой мощности и ротором малого диаметра или, при меньшем количестве топлива, двигателем меньшей мощности и ротором большего размера с меньшей скоростью, проходящей через ротор.

Байпас обычно относится к передаче энергии газа от газовой турбины в байпасный поток воздуха для снижения расхода топлива и шума реактивной струи. В качестве альтернативы может потребоваться двигатель с дожиганием, где единственное требование к байпасу — подача охлаждающего воздуха. Это устанавливает нижний предел для BPR, и эти двигатели были названы турбореактивными двигателями с утечкой или непрерывным сбросом. [10] (General Electric YJ-101 BPR 0,25) и турбореактивные с низким BPR [11] (Pratt & Whitney PW1120). Низкий BPR (0,2) также использовался для обеспечения запаса по помпажу, а также для охлаждения камеры дожигания. Пратт и Уитни J58. [12]

Описание [ править ]

В турбореактивном двигателе с нулевым байпасом выхлопные газы с высокой температурой и высоким давлением ускоряются за счет расширения через сопло, создавая всю тягу. Компрессор поглощает всю механическую мощность, производимую турбиной. В байпасной конструкции дополнительные турбины приводят в действие вытяжной вентилятор, который ускоряет воздух назад от передней части двигателя. В конструкции с высоким байпасом большую часть тяги создают вентилятор и сопло. Турбовентиляторы в принципе тесно связаны с турбовинтовыми двигателями, потому что оба передают часть энергии газа газовой турбины, используя дополнительное оборудование, в байпасный поток, оставляя меньше для преобразования горячего сопла в кинетическую энергию. Турбореактивные двигатели представляют собой промежуточную ступень между турбореактивными двигателями. , которые получают всю свою тягу от выхлопных газов, и турбовинтовые двигатели, которые получают минимальную тягу от выхлопных газов (обычно 10% или меньше). [13] Отбор мощности на валу и передача ее в байпасный поток приводит к дополнительным потерям, которые более чем компенсируются улучшенным КПД. Турбовинтовой двигатель на максимальной скорости полета дает значительную экономию топлива по сравнению с турбореактивным двигателем, даже несмотря на то, что к движущему соплу турбореактивного двигателя с малыми потерями были добавлены дополнительная турбина, коробка передач и пропеллер. [14] Турбореактивный двухконтурный двигатель имеет дополнительные потери от дополнительных турбин, вентилятора, байпасного канала и дополнительного движущего сопла по сравнению с одним соплом турбореактивного двигателя.

Читать еще:  1ge fe двигатель характеристики

Чтобы увидеть влияние только увеличения BPR на общую эффективность самолета, то есть SFC, необходимо использовать общий газогенератор, т.е. не изменять параметры цикла Брайтона или КПД компонентов. Беннетт [15] показывает в этом случае относительно медленный рост потерь при передаче мощности на байпас при одновременном быстром падении потерь на выхлопе со значительным улучшением SFC. На самом деле увеличение BPR с течением времени сопровождается повышением эффективности газогенератора, в некоторой степени маскирующим влияние BPR.

Только ограничения веса и материалов (например, прочности и температуры плавления материалов в турбине) снижают эффективность, с которой газотурбинная турбина преобразует эту тепловую энергию в механическую энергию, поскольку в выхлопных газах еще может быть доступная энергия. После извлечения каждый дополнительный статор и диск турбины извлекают все меньше механической энергии на единицу веса, а увеличение степени сжатия системы за счет добавления ступени компрессора для повышения общей эффективности системы увеличивает температуру на торцевой стороне турбины. Тем не менее, двухконтурные двигатели обладают высоким тяговым КПД. потому что даже незначительное увеличение скорости очень большого объема и, следовательно, массы воздуха вызывает очень большое изменение количества движения и тяги: тяга — это массовый расход двигателя (количество воздуха, проходящего через двигатель), умноженный на разницу между впускным и скорости выхлопа в — линейная зависимость, — но кинетическая энергия выхлопа — это массовый расход, умноженный на половину квадрата разницы скоростей. [16] [17] Низкая нагрузка на диск (тяга на площадь диска) увеличивает энергоэффективность самолета и снижает расход топлива. [18] [19] [20]

Rolls-Royce Conway турбовентиляторных двигателей, разработанные в начале 1950 — х, был ранним примером обходного двигателя. Конфигурация была аналогична двухконтурному турбореактивному двигателю, но для превращения его в байпасный двигатель он был оснащен увеличенным компрессором низкого давления: поток через внутреннюю часть лопаток компрессора попадал в сердечник, а внешняя часть лопаток выдувалась. воздух вокруг сердечника для обеспечения остальной тяги. Коэффициент байпаса для Conway варьировался от 0,3 до 0,6 в зависимости от варианта [21].

Рост коэффициентов двухконтурности в 1960-х годах дал авиалайнерам топливную экономичность, которая могла конкурировать с самолетами с поршневыми двигателями. Сегодня (2015 г.) у большинства реактивных двигателей есть обходной путь. Современные двигатели более медленных самолетов, таких как авиалайнеры, имеют коэффициент двухконтурности до 12: 1; у высокоскоростных самолетов, таких как истребители , коэффициент обхода намного ниже, около 1,5; а летательные аппараты, рассчитанные на скорость до 2 Маха и несколько выше, имеют коэффициент обхода ниже 0,5.

Турбовинтовые двигатели имеют коэффициент двухконтурности 50–100, [2] [3] [4], хотя воздушный поток движущей силы менее четко определен для гребных винтов, чем для вентиляторов [22], а поток воздуха в гребном винте медленнее, чем поток воздуха из сопел ТРДД. [20] [23]

Разновидности байпасов

Байпасы классифицируют по двум критериям:

  • тип запорной арматуры;
  • назначение.

По первому признаку различают два вида байпасов:

    С краном. Механический вариант байпаса, управление которым осуществляется посредством ручного открывания и закрывания крана. Последний, как правило, расположен по центру трубы-перемычки. Байпасы могут оснащаться двумя типами кранов: шаровым и трехходовым. Друг от друга они отличаются лишь конструкцией, а вот принцип работы обоих кранов практически одинаковый.


Разновидности байпасов

  • С клапаном. Автоматический байпас, работающий в автономном режиме и не требующий регулировки со стороны пользователя. Клапан представляет собой резиновый шар повышенной плавучести. Такой байпас используется вместе с циркуляционным насосом: при его включении клапан под давлением открывает путь для носителя, а при выключении – автоматически закрывает.
  • Важно! Автоматический байпас с клапаном можно устанавливать только в тех системах отопления и водоснабжения, где используется исключительно чистый носитель – окалина, накипь, ржавчина и другие грязные примеси при попадании на клапан могут спровоцировать его деформацию, вследствие которой запорный механизм перестанет полностью закрываться.

    Исходя из назначения, байпасы делятся на:

    • радиаторные – устанавливаются на подходах к батареям отопления и используются для их отключения при необходимости;
    • насосные – монтируются вместе с насосами и используются или для изменения их режима работы, или для полного отключения;

    Если вся энергия газа от газовой турбины преобразуется в кинетическую энергию в двигательном сопле, самолет лучше всего подходит для высоких сверхзвуковых скоростей. Если все это передается отдельной большой массе воздуха с низкой кинетической энергией, самолет лучше всего подходит для нулевой скорости (зависания). Для промежуточных скоростей мощность газа распределяется между отдельным воздушным потоком и собственным потоком из сопла газовой турбины в пропорции, обеспечивающей требуемые летно-технические характеристики. Первые реактивные самолеты были дозвуковыми, и неудовлетворительная пригодность сопла для этих скоростей из-за высокого расхода топлива была понята, и байпас был предложен еще в 1936 году (патент Великобритании 471 368). Основной принцип байпаса — это обмен скорости выхлопа на дополнительный массовый расход, который по-прежнему дает необходимую тягу, но требует меньше топлива. Фрэнк Уиттлназвал это «замедлением потока». [7] Мощность передается от газогенератора дополнительной массе воздуха, то есть движущейся струе большего диаметра, движущейся медленнее. Байпас распределяет доступную механическую мощность по большему количеству воздуха, чтобы снизить скорость струи. [8] Компромисс между массовым расходом и скоростью также наблюдается с винтами и винтами вертолетов, сравнивая нагрузку на диск и нагрузку по мощности. [9] Например, такой же вес вертолета может поддерживаться двигателем большой мощности и ротором малого диаметра или, при меньшем количестве топлива, двигателем меньшей мощности и ротором большего размера с меньшей скоростью, проходящей через ротор.

    Читать еще:  Что такое адаптация двигателя bmw

    Байпас обычно относится к передаче энергии газа от газовой турбины в байпасный поток воздуха для снижения расхода топлива и шума реактивной струи. В качестве альтернативы может потребоваться двигатель с дожиганием, где единственное требование к байпасу — подача охлаждающего воздуха. Это устанавливает нижний предел для BPR, и эти двигатели были названы турбореактивными двигателями с «утечкой» или непрерывным сбросом [10] (General Electric YJ-101 BPR 0,25) и турбореактивными двигателями с низким BPR [11] (Pratt & Whitney PW1120). Низкий BPR (0,2) также использовался для обеспечения запаса по помпажу, а также для дожигания Pratt & Whitney J58 . [12]

    Если вся энергия газа от газовой турбины преобразуется в кинетическую энергию в движущем сопле, летательный аппарат лучше всего подходит для высоких сверхзвуковых скоростей. Если все это передается отдельной большой массе воздуха с низкой кинетической энергией, самолет лучше всего подходит для нулевой скорости (зависания). Для промежуточных скоростей мощность газа распределяется между отдельным воздушным потоком и собственным потоком из сопла газовой турбины в пропорции, обеспечивающей требуемые летно-технические характеристики. Первые реактивные самолеты были дозвуковыми, и неудовлетворительная пригодность сопла для этих скоростей из-за высокого расхода топлива была понята, и байпас был предложен еще в 1936 году (патент Великобритании 471368). Основной принцип байпаса — обмен скорости выхлопа на дополнительную массовый расход, который по-прежнему дает требуемую тягу, но требует меньше топлива. Фрэнк Уиттл назвал это «замедлением потока». [7] Мощность передается от газогенератора к дополнительной массе воздуха, т. Е. К движущейся струе большего диаметра, движущейся медленнее. Байпас распределяет доступную механическую мощность по большему количеству воздуха, чтобы снизить скорость струи. [8] Компромисс между массовым расходом и скоростью также наблюдается в винтах и ​​винтах вертолетов, сравнивая нагрузку на диск и нагрузку по мощности. [9] Например, такой же вес вертолета может поддерживаться двигателем большой мощности и ротором малого диаметра или, при меньшем количестве топлива, двигателем меньшей мощности и ротором большего размера с меньшей скоростью, проходящей через ротор.

    Байпас обычно относится к передаче энергии газа от газовой турбины в байпасный поток воздуха для снижения расхода топлива и шума реактивной струи. В качестве альтернативы может потребоваться двигатель с дожиганием, где единственное требование к байпасу — подача охлаждающего воздуха. Это устанавливает нижний предел для BPR, и эти двигатели были названы турбореактивными двигателями с утечкой или непрерывным сбросом. [10] (General Electric YJ-101 BPR 0,25) и турбореактивные с низким BPR [11] (Pratt & Whitney PW1120). Низкий BPR (0,2) также использовался для обеспечения запаса по помпажу, а также для охлаждения камеры дожигания. Пратт и Уитни J58. [12]

    Разновидности

    Байпас может быть механическим или электронным, внутренним или внешним, а также одно- или многофазным.

    По способу коммутации различают механический или электронный байпас.

    Механический (ручной) байпас

    Приводится в действие непосредственно самим потребителем с помощью ручек, кнопок, тумблеров и других подобных приспособлений.

    Механический характерен для внешнего однофазного байпаса, который используется в бытовых и универсальных стабилизаторах напряжения, где потребитель страхуется от аварийных ситуаций и предусматривает качественный уход за устройством.

    Читать еще:  Двигатель f14d3 технические характеристики

    Внешний однофазный байпас применяется в приборах мощностью от 3 кВА, там устройство подключается к сети с помощью клеммного соединения и, в случае аварийной ситуации, нет возможности просто взять и вытащить вилку из розетки.

    На менее мощных стабилизаторах иногда просто делают дополнительные розетки в обход стабилизатора. Именно такой байпас реализован в модели IEK Simple мощностью 0.35 кВА:

    Ручной (или механический) bypass включается только после предварительного отключения стабилизатора. На корпусе стабилизатора выключатели питания и байпаса обычно расположены рядом друг с другом, как бы намекая, что они взаимосвязаны.

    Ручное отключение байпаса производится в обратной последовательности: сначала выключается собственно байпас и только после этого включается питания стабилизатора. Т.е. нагрузка при этом тоже на какое-то время оказывается обесточенной.

    Электронный байпас

    Работает на реле или полупроводниковых ключах, которые могут переключаться автоматически по заданному алгоритму (например, в случае нештатной работы стабилизатора) или управляться дистанционно с помощью органов управления на панели стабилизатора (нажали на кнопочку и байпас включился).

    Применение электронного байпаса имеет следующие плюсы:

    • по объективным причинам отсутствует человеческий фактор, контролирующий работу электрооборудования;
    • мгновенная реакция на изменение характеристик питающего напряжения и/или нагрузки;
    • быстрая активация аварийного режима работы в случае возникновения каких-либо нештатных ситуаций.

    В случае срабатывания автоматического байпаса из-за критических параметров в работе стабилизатора, устройство начнет передавать нагрузку к потребителям непосредственно от сети. При возвращении параметров к нормальным значениям режим автоматически отключается.

    По расположению относительно самого стабилизатора, байпас может быть внутренним (т.е. встроенным в сам стабилизатор) или внешним.

    Внутренний (встроенный) байпас

    Внутренний байпас — это схема обхода, которая реализована прямо в корпусе стабилизатора. Наружу выведен только переключатель байпаса.

    Бытовые стабилизаторы далеко не всегда имеют встроенный байпас, поэтому при выборе прибора обращайте внимание на этот момент. В принципе, байпас для бытового стабилизатора — вещь удобная, но не обязательная. Однако, если планируется работа стабилизатора на режимах, близких к критичным, то функция байпаса может пригодиться.

    Внешний байпас

    Внешний — это когда цепь обхода собрана вокруг стабилизатора. Абсолютно любой стабилизатор (независимо от его мощности или количества фаз) можно снабдить внешним байпасом. Поэтому, если для ваших целей необходим байпас, а он не предусмотрен схемой стабилизатора, смело подключайте внешний байпас.

    Схема внешнего однофазного байпаса

    Вообще, схема, реализующая байпас, должна решить всего одну задачу: отключить фазные проводники от входа и выхода стабилизатора и замкнуть их напрямую. Нулевые проводники можно не трогать. Для этого идеально подходят трехполюсные кулачковые переключатели серии 4G (схема 56, на два положения).

    Вот, например, схема байпаса для стабилизатора с использованием переключателя OptiSwitch 4G25-56-U-R114 (подойдет для мощности до 4 кВт):

    Для более мощного стабилизатора, придется купить более мощный переключатель. Сама схема остается без изменений. Такие переключатели выпускают на токи от 10 до 100А, этого более чем достаточно для бытовых нужд. Естественно, чем больше у переключателя коммутационная мощность, тем он дороже. Например, для схемы байпаса к стабилизатору на 2.5 кВт подойдет переключатель 4G16-56 (16А, 1800 руб), а для стабилизатора на 10 кВт придется раскошелиться на 4G63/100-56 (100А, 10800 руб).

    Все разновидности кулачковых переключателей серии 4G приведены в этом документе (pdf-файл, 12 Мб).

    Схема внешнего трехфазного байпаса

    Следует отметить, что для трехфазных моделей, потребуется коммутация не только всех трех фаз, но и нейтрали. Ну и, соответственно, схема байпаса для трехфазного стабилизатора разрастается в четыре раза.

    Для этих целей выпускаются специальные «байпасные» переключатели, которые не только объединяют в одном общем корпусе необходимое количество контактов, но и имеют все необходимые внутренние соединения. Все, что остается сделать — это правильно подключить вход, выход и стабилизатор.

    Посмотрим, например, на переключатель ABB OL80PW48RB. Этот двухпозиционный 4х-полюсный переключатель рассчитан на коммутационную мощность 22.5 кВт (380В), номинальный ток 80 А, хотя в течении 3 секунд он способен выдерживать перегрузку до 1280 А (остальные технические характеристики можно посмотреть в этой пдф-ке). Из схемы переключателя видно, что производитель заранее соединил нужные контакты между собой, чтобы нам было удобно:

    Таким образом, этот переключатель (как и любые из серии WS48 и PW48) идеально подходит для организации байпаса в трехфазной цепи. Само собой, не только для стабилизатора, но и для обхода любого участка 3-фазной сети. Пример схемы:

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector