ТЕРМОГАЗОДИНАМИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ

В ТГД параметрам относят: давление, температура, отношение давления и температуры, скорость течения, расход топлива и масла, проходные площади сечений проточной части, тягу, частоту вращения роторов.

Общие подходы в диагностировании в ГТД по ТГД параметрам не отличаются от рассмотренных выше. Но имеются некоторые специфические отличия.

Наиболее широко применяется метод математического моделирования изменения параметров в процессе работы двигателя. Различают модели:

а) Детерминированные;

б) Вероятностные;

в) Комбинированные.

а) Все взаимосвязи, переменные константы заданные точно, что приводит к однозначному определению результирующей функции.

б) Задаются соответствующие законы распределения случайных величин, что приводит к вероятной оценки этой функции.

Чаще применяют детерминированные модели. Признаками состояния двигателя могут быть тяги; расход топлива; температура газов перед или за турбиной. Параметры рабочего тела по тракту, параметры топливной, масляной систем и т.д.

Примерами возможных состояний могут служить прогары жаровой части КС, турбины, лопаток; деформация элементов проточной части и т.п.

Решение принимают по критическим отклонениям ТГД параметров. Пример – взаимосвязь, по которой оценивают состояние горячей части ГТД:

Т_т.пр.=f(n^э_пр.нд.), (1)

где n^э_пр.нд. – приведенное эталонное значение частоты вращения ротора низкого давления.

Изменение температуры газа за турбиной сравнивают с эталонной моделью правой части уравнения (1). Эталонная модель строится по формулярным данным двигателя. Температура контролируется на взлетном режиме (t – за турбиной). В некоторых случаях температура T_т.пр.: параметры T_Н и P_Н используют для подсчета тяги двигателя и сравнивают ее с тягой, которая должна быть в этих условиях.

Определенные возможности заложены в диагностический параметр «Расход топлива». Опыт показывает, что повреждение газовоздушного тракта ГТД увеличивает расход топлива на 120 – 150 кг при одновременном изменении других ТД параметров (термодинамических). Характеристики расхода топлива достаточно хорошо отражают техническое состояние камер сгорания (КС) и сопловых аппаратов турбин. Но точное измерение расхода затруднено из-за погрешности расходомеров, вызванных необходимостью учета плотности керосина при разных температурах.

Чтобы добиться минимальных погрешностей оценки состояния. ГТД по ТГД параметрам, значения параметров необходимо привести к стандартным условиям, а их измерения должно проводится на одних и тех же высотах и режимах работы двигателя.

Самым чувствительным и информативным показателем состояния проточной части двигателей является адиабатический КПД турбины. Его можно выразить через частоту вращения роторов, степень повышения давления и температуру газов перед турбиной.

Пример эмпирической зависимости КПД:

(2) -∆η_Т= - 0,071∆n₁+2,16n₂ – 1,27π_k+0,85T_г

Детерминированные модели диагностирования ГТД могут выражаться через систему диагностических уравнений двигателя, решив которую можно сформировать диагноз, осуществить прогноз и дать рекомендации по предупреждению или устранению возможного отказа. Диагностические уравнения это конечное множество выражений, аналогичных (2), построенных для ряда параметров не подлежащих измерению штатными приборами приращения расхода воздуха, температуры газа перед турбиной, удельного расхода и др. ТГД параметров.

В правой части этих уравнений содержатся отклонения параметров, которые определяют путем сравнения текущих значений с эталонами.

В последнее время для диагностирования ГТД используются комплексные параметры (в аналитической форме связывают между собой несколько параметров) и наиболее полно характеризуют рабочие процессы происходящие в двигателе. Например: для ТВД используют отношение температуры газов за турбиной к давлению масла в измерителе крутящего момента. В качестве критерия оценки состояния двигателя по комплексному параметру используют относительное отклонение контролируемого параметра от эталонного:

∆К=В_зам – В_э,

Где В_зам=Т_т/P_икм - комплексный параметр, приведенный к нормальным атмосферным условиям.

Использование этой величины для контроля технического состояния ТВД.

Эффективно для оценки работоспособности двигателя в целом.

Поиск по сайту: