Ограничитель приемистости газотурбинного двигателя

 

Изобретение касается двигателестроения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем ограничения максимального градиента температуры в лопаточном аппарате. При изменении температуры на входе в лопаточный аппарат изменяется и измеренная термопарой 1 температура, динамическая коррекция которой осуществляется динамическими корректорами 2 и 3 так, что моделируется изменение температуры в выходной кромке и средней части лопатки лопаточного аппарата с учетом сигнала от вычислительного устройства 9. Устройство сравнения 4 вырабатывает сигнал рассогласования, равный разности температур выходной кромки и средней части лопатки лопаточного аппарата, который сравнивается в устройстве сравнения 5 с допустимым, задаваемым задатчиком допустимого градиента температур 8. Сигнал рассогласования, больше допустимого, выдается в блок регулирования 10, где преобразуется в управляющий сигнал и далее в блок электромеханического преобразователя 11, выходной сигнал которого используется для изменения подачи топлива, что приводит к ограничению градиента температур. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (зоз F 01 0 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ й

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4442868/25-06 (22) 20.06,88 (46) 15.12.90. Бюл. М 46 (71) Ленинградский политехнический институт им. M,И.Калинина (72) И,И.Кириллов, А,И.Николаев и П.М.Орлов (53) 621.438-55 (088.8) (56)Тельков К.А., Файнштейн А.А„Шабашов С.З., Автоматизация газоперекачивающих аппаратов с газотурбинным приводом.

Л,: Недра, 1983, с. 62. (54) ОГРАНИЧИТЕЛЬ ПРИЕМИСТОСТИ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение касается двигателестроения. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем ограничения максимального градиента температуры в лопаточном аппарате. При изменении температуры на входе в лопаточный аппарат изменяется и измеренная термопарой 1

Изобретение относится к двигателестроению.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем ограничения максимального градиента температуры в лопаточном аппарате.

На чертеже представлена схема ограничителя.

Ограничи-.ель приемистости ГТД состоит иэ термопары 1, динамических корректоров

2 и 3 соответственно температур выходной кромки лопатки и средней ее части, устройств сравнения 4 — 6 задатчика допустимой температуры. газа 7 и эадатчика допустимого градиента температур 8, вычислительного устройства 9, блока ретули., Ж,, 1613659 А1 температура, динамическая коррекция которой осуществляется динамическими корректорами 2 и 3 так, что моделируется изменение температуры в выходной кромке и средней части лопатки лопаточного аппарата с учетом сигнала от вычислительного устройства 9. Устройство сравнения 4 вырабатывает сигнал рассогласования, равный разности температур выходной кромки и средней части лопе гки лопатачного аппарата, который сравнивается в устройстве сравнения 5 с допустимым, задаваемым задатчиком допустимого градиента температур 8. Сигнал рассогласования, больше допустимого, выдается в блок регулирования 10, где преобразуется в управляющий сигнал и далее в блок электромеханического преобразователя 11, выходной сигнал которого используется для изменения подачи топлива, что приводит к ограничению градиента температур. 1 ил. рования 10, блока электромеханического преобразователя 11, выдающего сигнал в топливную систему, датчика давления 12.

Работа ограничителя приемистости

ГТД, ограничивающего максимальный градиент температур, основана на том, что из-. менение температуры в лопаточном аппарате и температуры, измеренной термопарой, описывается одним и тем же уравнением в зависимости от температуры газового потока.

Т вЂ” +Т=КТ,, dt

dr где Т вЂ” постоянная времени элементов лопаточного аппарата или скорректированная постоянная времени термопары;

1613659

t — температура элементов лопаточного аппарата или измеренная термопарой;

tr — температура газового потока;

К вЂ” коэффициент усилия;

r — время.

Температурный градиент в лопаточном аппарате можно характеризовать разностью температур выходной кромки и средней части лопатки лопаточного аппарата.

Корректируя постоянную времени термопары до соответствующих значений постоянных времени выходной кромки и средней части лопатки лопаточного аппарата, получим; что температура, измеренная термопарой, изменяется так же, как в соответствующих частях лопатки, т.е. мсделируется изменение температуры в лопатке лопаточного аппарата с помощью термопары.

Ограничение температурных напряжений в лопаточном аппарате осуществляется путем ограничения максимального градиента температур выходной кромки и средней части лопатки лопаточного аппарата. Допустимый градиент температур определяется по экспериментальным данным или по формуле:

2Кзаптт

yon. = где К о. —. коэффициент запаса по пределу текучести; т т — предел текучести материала лопатки; и — коэффициент линейного расширения, Š— модуль упругости, Работа ограничителя приемистости

ЛД по ограничению максимального градиента температур, в лопаточном аппарате осуществляется следующим образом.

При изменении тг — температуры газа на входе в лопаточный аппарат происходит изменение и измеренной температуры термопарой 1, динамическая коррекция которой осуществляется динамическими корректорами 2 и 3, так, что с помощью термопары 1 можно моделировать изменение температур в выходной кромке и средней части лопатки лопаточного àïïàрата, Пересчет измеренной температуры за турбиной в температуру перед турбиной осуществляется вычислительным устройством 9, Устройство 4 вырабатывает сигнал р ссогласования, равный разности температур выходной кромки и средней части лопатки лопаточного аппарата. В устройстве сравнения 5 сигнал рассогласовани:: сравнивается с допустимым, который задав.: ся с помощью задатчика допустимого град лента температур 8. Если скорость из5

55 менения температуры газа велика и возникает сигнал рассогласования больше допустимого, то выдается сигнал в блок регулирования 10, где преобразуется в управляющий сигнал и далее в блок электромеханического преобразователя 11, Выходной сигнал иэ блока электромеханического преобразователя 11 используется для изменения подачи топлива и, следовательно, ограничения приемистости ГТД, Это приводит и к ограничению градиента температур, т,е. ограничению температурных напряжений в лопаточном аппарате при переходном процессе.

Работа ограничителя приемистости по ограничению максимальной температуры газа.

Сигнал, измеренный термопарой 1 и скорректированный динамическим корректором 2 (корректирующий постоянную времени термопары до значения постоянной величины времени выходной кромки лопатки), с учетом сигнала от вычислительного устройства 9 сравнивается в устройстве сравнения 6 с сигналом, заданным задатчиком допустимой температуры 7, Выходной сигнал из устройства сравнения 6 поступает в блок регулирования 10 и далее в блок электромеханического преобразователя 11, выходной сигнал которого используется для ограничения подачи топлива и, следовательно, ограничения максимальной температуры газа.

Формула изобретения

Ограничитель приемистости газотурбинного двигателя, содержащий термопару, последовательно соединенную с динамическим корректором температуры выход- ной кромки лопатки, датчик давления, вычислительное устройство, задатчик допустимой температуры выходной кромки лопатки, устройство сравнения, блоки регулирования и электромеханического преобразователя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем ограничения максимального градиента температуры в лопаточном аппарате, он содержит динамический корректор температуры средней части лопатки, установленный параллельно динамическому корректору температуры выходной кромки лопатки, задатчик допустимого градиента температур и два последовательно соединенных устройства сравнения, одно из которого соединено с выходами динамических корректоров, а другое — с задатчиком допустимого градиента температур и блоком регулирования.

1613659

Составитель А. Зверев

Техред M. Моргентал Корректор О. Кравцова

Редактор Н. Горват

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 3875 Тираж 424 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5