CC BY
10УДК 629
РАЗРАБОТКА ИСПЫТАТЕЛЬНОГО СТЕНДА ДЛЯ ФИЗИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТУРБОМАШИН
М. М. Попугаев, Д. В. Потес
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-mail: [email protected]
Рассматривается вопрос создания испытательного стенда для физического моделирования турбомашин. Приводится описание конструкции стенда, измеряемых параметров. Оцениваются проблемы и перспективы проведения испытаний турбомашин.
Ключевые слова: физическое моделирование, турбомашина, испытание, испытательный стенд.
DEVELOPMENT OF THE EXPERIMENTAL STAND FOR PHYSICAL MODELING
OF TURBOMASHINES
M. M. Popugayev, D. V. Potes
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: [email protected]
This paper covered the question of creating experimental stand for physical modeling of turbomashines. The description of the stand construction, measured parameters are given. The problems and prospects of testing turbomachines are evaluated.
Keywords: physical modeling, turbomachine, experimental stand.
Метод физического моделирования теплоэнергетических установок используется для получения их характеристик с использованием материальных физических макетов [1; 2]. В настоящей работе рассматривается вопрос разработки испытательного стенда для физического моделирования турбомашин [3].
Принципиальная схема экспериментального стенда для проведения физического моделирования тур-бомашин представлена на рис. 1. Стенд состоит из турбинного узла с набором сменных колес, двигателя в балансирном подвесе, пульта управления расходом рабочего тела, ресивера, компрессора, системы измерений. Турбинный узел стенда с смонтированными датчиками температуры показан на рис. 2, также показано рабочее колесо, подводящий и направляющий аппараты под крышкой из плексигласа.
Принцип работы испытательного стенда следующий: [4; 5]. Модельное рабочее тело подается в проточную часть турбины из ресивера 3 через пульт управления расходом с редуктором 4. Энергия рабочего тела приводит во вращение ротор турбины, выполненный на одном валу с ротором мотор-двигателя 2. Отработавшее рабочее тело выбрасывается из турбины в атмосферу. Расход рабочего тела задается редуктором 4 пульта.
Система измерений испытательного стенда позволяет контролировать параметры температуры, давления, расхода, крутящего момента, скорости вращения ротора. Все измеренные показатели системы измерений фиксируются измерительным комплексом 10.
Температура в системе контролируется терми-сторами B57861-S 103-F40, с базовым сопротивлением 10 кОм, возвращающих измеряемую величину в вольтах. Для перевода показаний термисторов B57861-S 103-F40 в формат единиц измерения температуры используются тарировочные характеристики, полученные одномоментно с градацией температуры по ртутному термометру.
Расположение датчиков температуры показано на рис. 2.
Давление в системе контролируется датчиками давления ИКД-6, которые измеряемую величину возвращают в вольтах. Для перевода показаний датчиков ИКД-6 в формат единиц измерения давления используются тарировочные характеристики, полученные одномоментно с градацией давления по гидравлическому столбу жидкости.
Для компенсации помех датчиков температуры и давления используются фильтры помех, реализованные на базе пленочных конденсаторов емкостью до 3,3 мкФ. Расход рабочего тела контролируется датчиком расхода SMC PF2A7.
Представленный стенд позволяет проводить энергетические испытания турбомашин на модельном рабочем теле (воздух) в широком диапазоне определяющих парамтеров. Стенд позволяет проводить испытания турбин различных типов при давлении на входе в турбинный узел до 3 атм и скорости вращения ротора турбины до 10000 об/мин.
Решетневскуе чтения. 2018
Рис. 1. Схема экспериментального стенда: 1 - турбинный узел; 2 - двигатель в балансирном подвесе; 3 - ресивер; 4 - редуктор управления расходом рабочего тела; 5 - датчик температуры; 6 - датчик давления; 7 - датчик расхода; 8 - датчик крутящего момента; 9 - датчик оборотов; 10 - измерительный комплекс
Рис. 2. Экспериментальный стенд со смонтированными датчиками температуры
Библиографические ссылки
1. Геращенко О. А., Федоров В. Г. Техника теплотехнического эксперимента. Киев : Наукова думка, 1964. 164 с.
2. Ейдеюс А. И. Основы теплотехнического эксперимента и вакуумной техники. Калининград : БГАРФ, 2011. 116 с.
3. Галеркин Ю. Б., Рекстин Ф. С. Методы исследования центробежных компрессорных машин. Л. : Машиностроение, 1969. 304 с.
4. Андрющенко А. И. Основы технической термодинамики реальных процессов. М. : Высшая школа, 1967. 267 с.
5. Овсянников Б. В., Боровский Б. И. Теория и расчет агрегатов питания жидкостных ракетных двигателей. М. : Машиностроение 1977. 540 с.
References
1. Geraschenko O. A., Fedorov V. G. Tekhnika te-plotekhnicheskogo ehksperimenta [Technique of heat en-
gineering experiment]. Kiev : Naukova dumka Publ., 1964, 164 p. (In Russ.)
2. Eideus A. I. Osnovy teplotekhnicheskogo ehksperimenta i vakuumnoj tekhniki [Basics of heat engineering experiment and vacuum technology]. Kaliningrad: BHARF Publ., 2011, 116 p. (In Russ.)
3. Galerkin Yu. B., Rekstin F. S. Metody issledo-vaniya tsentrobezhnykh kompressornykh mashin [Methods for studying centrifugal compressor machines]. Leningrad, Mashinostroenie Publ., 1969, 304 p. (In Russ.)
4. Andryushchenko A. I. Osnovy tekhnicheskoj ter-modinamiki real'nykh protsessov [Fundamentals of technical thermodynamics of real processes]. Moscow: Vysshaya shkola Publ., 1967, 267 p. (In Russ.)
5. Ovsyannikov B. V., Borovskij B. I. Teoriya i ra-schet agregatov pitaniya zhidkostnykh raketnykh dviga-telej [Theory and calculation of units of power supply of liquid rocket engines]. Moscow, Mashinostroyeniye Publ., 1977, 540 p. (In Russ.)
© Попугаев М. М., Потес Д. В., 2018
