Eftersom din fråga är uppdelad i tre delar gör jag detsamma med mitt svar. Först måste vi dock förklara vad grafiska axlar betyder. X-axelplanets massflöde genom kompressorn, vilket ungefär motsvarar kompressorns spetshastighet, och y-axeln visar tryckförhållandet mellan ingångs- och utgångsflödet.
Gass- och kompressorns prestanda
Gasreglaget reglerar bränsleflödet, och detta flöde måste matcha luftflödet. Gränserna är:
- Om bränsleflödet är för högt: Förbränningen kommer att skapa för mycket värme, så att turbinen kommer att skadas.
- Om bränsleflödet är för lågt: För lite energi läggs till för att bibehålla den aktuella driftpunkten. Motorn kommer att sakta ner.
Om det hålls inom dessa gränser, kommer gasreglaget indirekt att reglera kompressorns hastighet och massflödet. Mer bränsleflöde kommer att översättas till högre turbinånghastigheter, vilket ökar vridmomentet som produceras av turbinen och påskyndar det. Eftersom den är direkt kopplad till kompressorn kommer den att se samma hastighetsökning. Detta leder till högre massflöde och lägre bränsle-till-luft-förhållande i brännaren (i förhållande till tillståndet direkt efter gasstegningen), så att en ny jämvikt vid högre hastighet upprättas.
Throttle lines
För varje tryckförhållande kommer kompressorn att ha ett matchande massflöde, och båda rör sig upp och ner parallellt. Detta visas med streckade linjer. Beroende på blockering av flöde i turbinen och motorns munstycke visas olika linjer för olika blockeringsklasser. Den karakteristiska linjen i fast scen visar gränserna inom vilka kompressorn kommer att springa, och en högre flödesmotstånd minskar det antal hastigheter som är möjligt. Gränserna bestäms av:
- Nedre gräns: Här körs kompressorn med lägsta möjliga hastighet för det givna blocket, och kompressorns blad sträcker sig nära sin maximala lyftkoefficient. När blockeringen ökar stannar flödet över kompressorns blad och trycket blir kollapsat.
- Övre gräns: Här kör kompressorns blad med hög hastighet och en låg lyftkoefficient. Att köra dem snabbare kommer inte att skapa tillräckligt tryckökningar per steg, och igen kan blockeringen inte övervinnas.
Surge
När tryckförhöjningen per steg inte kan bibehållas (säg på grund av en stall av flödet över kompressorns vingar), kommer högtrycksluften i förbränningen att lättare kunna flyga framåt än att flyta genom turbinen och munstycket. Detta leder till omvänd flöde och en plötslig minskning av förbränningstrycket, vilket i sin tur gör det möjligt för kompressorn att vända flödet och börja pumpa luft tillbaka igen. Nu stiger trycket i förbränningen igen tills hela processen upprepas.