Способ прогнозирования неустойчивых режимов работы многоступенчатого компрессора и устройство для его осуществления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л F 04 0 27/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

В ЕДОМ СТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4720197/06 (22) 19.07.89 (46) 15.03.93. Бюл. ¹ 10 (71) Харьковский авиационный институт им.

Н,Б; Жуковского (72) В.П. Герасименко и И.И. Редин (56) Патент Великобритании M 1550906, кл. г 04 D 27/02, 1979. (54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НЕУСТОЙЧИВЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ МНОГО ТУПЕНЧАТОГО КОМПРЕССОРА И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИх1 (57) Изобретение позволяет повысить надежность прогнозирования путем измерения статического и полного давления приемниками (П) 2 и 3 в направлении вращения ротора (P) и по величине разности этих давлений судят о неустойчивых режимах ра,, Ы2„„1802210 А1 боты компрессора. Предварительно частоту вращения P и определяют число зон возмущения потока в каждой ступени в момент их зарождения при наличии установленных в кольцевые проточки 4П 2 и ПЗ, подключенных последовательно датчиками разности давлений, усилитель сигналов, блок коммутации сигналов, блоку сравнения и регистрирующей аппаратуре, Полное и статическое давления измеряют над входной кромкой рабочих лопаток 7. Полное давление измеряют в месте, смещенном от места, в котором измеряют статическое давление по ходу вращения Р на величину угла, определяемого для каждой ступени из соотношения p = (40 — 80 )Ji, где (— номер ступени; J — число зон возмущения потока в i-й ступени в момент их зарождения. 4 ил.

1802210

Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано для прогнозирования и предотвращения неустойчивых режимов работы многоступенчатых компрессоров авиационных газотурбинных двигателей и энергетических установок.

Целью изобретения является повышение надежности прогнозирования неустойчивых режимов работы компрессора, что позволяет повысить надежность самой работы компрессора.

На фиг. 1 изображен многоступенчатый компрессор с блок-схемой устройства; на фиг. 2 — узел i фиг. 1; на фиг. 3 — сечение А — А фиг, 2; на фиг, 4 — схемы сигналов полного и статического давлений за один период при однозонном (а) и двухзонном (б) возмущениях давления.

Устройство прогнозирования неустойчивых режимов работы многоступенчатого компрессора содержит датчики разности давлений 1, подключенные к приемникам полного 2 и статического 3 давлений, установленным в кольцевых проточках 4 в корпусе 5 компрессора 6 над рабочими лопатками 7 каждой ступени ротора, Приемное отверстие 8 приемника полного давления 2 ориентировано против направления вращения рабочих лопаток 7. Выход датчиков 1 соединен с преобразователем сигналов, выполненным в виде последовательно подключенных друг к другу усилителей сигналов 9, блока коммутации сигналов 10, блока сравнения величины сигналов 11 и регистрирующей аппаратуры 12.

Способ прогнозирования неустойчивых режимов работы многоступенчатого компрессора осуществляется следующим образом, При работе многоступенчатого комп рессора датчики 1 фиксируют разность давлений между приемниками полного 2 и статического 3 давлений в кольцевых проточках 4 над входными кромками рабочих лопаток 7 каждой ступени, По мере приближения к границе неустойчивых режимов работы компрессора в одной из ступеней, имеющей наименьший запас устойчивости, перед возникновением вращающегося срыва или помпажа в кольцевой проточке появляются периодические пульсации давления, вызванные вращающимися зонами возмущения. При изменении частоты вращения ротора компрессора изменяется и номер ступени, над которой раньше всего появляются такие пульсации давления, Номер ступени и число зон возмущения ji, возникающих в ней в момент их зарождения, в зависимости от частоты вращения ротора определяют предварительно расчетом или по результатам испытаний с помощью многоканального шлейфового осциллографа 13. Приемник полного давления 2 размещают относительно приемника статического давления 3 по ходу вращения ротора под углом, определяемым для каждой ступени по соотношению p = (40— — 80 )/ji Такое расположение приемников

"0 статического и полного давлений соответствует их измерению в противофазе, что обеспечивает получение максимальной величины периодической составляющей разности давлений Л р (фиг, 4), как диагно"5 стического сигнала.

Размещение приемников статического и полного давления в кольцевых проточках над входными кромками рабочих лопаток, обеспечивающее раннее прогнозирование неустойчивости компрессора, дифференциальное подключение приемников полного и статического давлений к датчикам давления, исключающее статическую составляющую давления, а следовательно, 25 повышающее чувствительность и точность измерительной системы, и угловое размещение приемников полного и статического давлений, также повышающее точность и чувствительность измерительной системы, в итоге повышает надежность прогнозирования неустойчивых режимов работы компрессора, Использование выделяемого диагностического сигнала о приближении неустойчивого режима работы компрессора в системе регулирования (предотвращение неустойчивости) позволяет повысить надежность работы компрессора.

Формула изобретения

1. Способ прогнозирования неустойчивых режимов работы многоступенчатого компрессора, заключающийся в том, что измеряют статическое и полное давления в направлении вращения ротора и по величи. не разности этих давлений судят о неустой45 чивых режимах работы компрессора, о т— лича ющийся тем,что,с цельюповышения надежности прогнозирования, предварительно меняют частоту вращения ротора и определяют число зон возмущения потока

50 в каждой ступени в мо ент их зарождения, а полное и статическое давления измеряют над входными кромкэми рабочих лопаток, при этом измеряют полное давление в месте смещенном от места, в котором измеряют

55 статическое давление. по ходу вращения ротора на величину уЪ, угла определяемого для каждой ступени из соотношения p =.

=(40 — 80 ) / j i, где i — номер ступени, 18022 10

Jl — число зон возмущения потока в 1-й ступени в момент их зарождения, 2, Устройство для прогнозирования неустойчивых режимов работы многоступен- 5 чатого комп рессора, содержащее размещенные в корпусе компрессора по ходу вращения ротора приемник статического давления и приемник полного давления, подключенные к ним датчик разности дав- 10 лений и преобразователь сигнала, о т л иЧ а ю щ е е с я тем. что, с целью повышения надежности прогнозирования, устройство снабжено дополнительными приемниками полного давления и статического давления и подключенными к ним дополнительными датчиками разности давлений, в корпусе над рабочими лопатками каждой ступени ротора выполнены кольцевые проточки, приемники статического и полного давлений расположены в последних, а преобразователь сигнала выполнен в виде последовательно подключенных друг к другу усилителей сигналов, блока коммутации сигналов, блока сравнения величины сигналов и регистрирующей аппаратуры, при этом усилители сигналов подключены к датчикам"разности давлений.

1802210

Составитель В. Герасименко

Техред M,Moðãåíòàë Корректор M. Максимишинец

Редактор

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

Заказ 841 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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