CC BY
11Решетневскуе чтения. 2018
УДК 629.7.036.54.063.6:621.565.93/.94
ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОВЕРИТЕЛЬНОГО ИНТЕРВАЛА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОСЕВОЙ ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ
А. С. Торгашин, Д. А. Жуйков
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Рассматривается возможность повышения точности определения доверительного интервала энергетических параметров при периодических испытаниях осевой газовой турбины ЖРД.
Ключевые слова: ЖРД, турбина, доверительный интервал.
IMPROVEMENT OF ACCURACY OF DETERMINATION OF TRUSTING INTERVAL OF ENERGY PARAMETERS OF AXIAL GAS TURBINE
A. S. Torgashin, D. A. Zhuikov
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
The possibility of increasing the accuracy of determining the confidence interval of the energy parameters during periodic tests of the axial gas turbine of LRE is considered.
Keywords: LRE, turbine, confidence interval.
Одним из наиболее ответственных и энергонапряженных узлов жидкостного ракетного двигателя является турбонасосный агрегат, который обеспечивает непрерывную подачу компонентов топлива в камеру двигателя.
К ТНА предъявляются важные требования [1] такие как обеспечение работоспособности и основных параметров при заданном ресурсе с необходимыми возможными паузами установленной продолжительности; обеспечение на всех режимах работы двигателя, подачи компонентов топлива требуемого расхода и давления при высокой степени надежности с приемлемым КПД всего агрегата.
Для подтверждения рабочих характеристик турбины, во время производства партии проводятся различные испытания, турбины, как обособленного узла, так и в составе двигательной установки (так называемые «огневые испытания»). Рассмотрим испытание турбины ТНА как отдельного узла. Для испытания используются установки с подачей рабочего газа с открытой или закрытой циркуляцией рабочего газа. Рабочим телом является модельный газ (повторяющий рабочий газ, используемый при работе ТНА, по лишь по некоторым свойствам), а сами испытания относятся к параметрическим. При параметрических испытаниях определяют физические параметры и характеристики турбин, причем результаты испытаний представляются в виде графиков или числовых значений параметров конкретной турбины.
Одним из важных параметров испытательного стенда, помимо обеспечения необходимых рабочих параметров, является возможность оценки точности
полученных результатов, которая оценивается вычислением доверительного интервала (с учетом погрешностей приборов измерения) во время отработки на стенде новой турбины, замены измерительных приборов, после окончания ремонтных работ. Большинство параметров, характеризующих работу ЖРД, определяют косвенными методами с использованием результатов нескольких прямых измерений, т. е. в общем случае числовое значение определяемой физической величины является функцией нескольких независимых переменных [2] у = ^х\, х2, ..., хп).
При определении КПД необходимо учесть статическую погрешность приборов измерения динамического давления и температуры на входе выходе из турбины, давления на входе и выходе расходомерного участка, давления окружающей среды. Погрешность прибора определяются его классом точности, который указан в паспорте на измерительный прибор. Учет погрешности расхода рабочего тела производится также по приборами измерения давления и температуры, но с учетом участка, где они установлены - для измерения расхода устанавливают специальные сужающие устройства: расходомерную диафрагму, сопло или трубу Вентури, изготовленную в соответствии с ГОСТом по установленным требованиям [3; 4]. Для определения случайной погрешности используют данные приборов во время испытания с учетом известного закона распределения. Учет влияния случайной и статической погрешности дает абсолютный предел погрешности.
Так как КПД является функцией данных аргументов, то для определения погрешностей функции (ре-
Проектирование, производство и испытания двигателей летательных аппаратов
зультаты косвенных измерений) по погрешности аргументов (результатов прямых измерений) применяют аппарат дифференциального исчисления. Используемую функцию необходимо разложить методом логарифмического дифференцирования на члены, определяемые прямым измерением. Разложение выполняют по известной методике [2]
Учет данных значений позволит повысить точность оценки измерения основных параметров турбины при испытаниях.
Библиографические ссылки
1. Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей : учебник для студентов вузов / Г. Г. Гахун, В. И. Баулин, В. А. Володин и др. ; под общ. ред. Г. Г. Гахуна. М. : Машиностроение, 1989. 424 с.
2. Испытания жидкостных ракетных двигателей / А. Е. Жуковский, В. С. Кондрусев, В. В. Окорочков. М. : Машиностроение, 1992. 352 с.
3. ГОСТ 8.586.2-2005. Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. М. : Стандартин-форм, 2005. 43 с.
4. ГСССД 8-79. Воздух жидкий и газообразный. Плотность, энтальпия, энтропия и изобарная теплоемкость при температурах 70-1500 К и давлениях 0,1-100 МПа. М. : Стандартинформ, 1980. 11 с.
References
1. Konstruktsiya i proyektirovaniye zhidkostnykh raketnykh dvigateley: Uchebnik dlya studentov vuzov [Design and design of liquid rocket engines: A textbook for university students on the specialty]. G. G. Gahun, B. I. Baulin, V. A. Volodin et al. ; Under the general. Ed. G. G. Gahun. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1989. 424 p.
2. Ispytaniya zhidkostnykh raketnykh dvigateley. [Tests of liquid rocket engines]. A. E. Zhukovsky, V. S. Kondrusev, V. V. Okorochkov. Moscow: Mashinostroenie Publ., 1992. 352 p.
3. GOST 8.586.2-2005. Gosudarstvennaya sistema obespecheniya yedinstva izmereniy (GSI). Izmereniye raskhoda i kolichestva zhidkostey i gazov s pomoshch'yu standartnykh suzhayushchikh ustroystv. [State Standard 8.586.2-2005. State system for ensuring the uniformity of measurements (ICG). Measurement of flow and quantity of liquids and gases using standard narrowing devices]. Moscow, Standartinform Publ., 2005. 43 p.
4. GSSSD 8-79. Vozdukh zhidkiy i gazoobraznyy. Plotnost', ental'piya, entropiya i izobarnaya teployemkost' pri temperaturakh 70-1500 K i davleniyakh 0,1-100 MPa. [GSSSD 8-79. The air is liquid and gaseous. Density, enthalpy, entropy and isobaric heat capacity at temperatures of 70-1500 K and pressures of 0.1-100 MPa]. Moscow, Standartinform Publ., 1980. 11 p.
© TopramHH A. C., ^yflKOB fl. A., 2018
