- •Испытания и обеспечение надежности газотурбинных двигателей
- •Оглавление
- •1.1. Испытания как средство обеспечения надежности гтд.
- •1.2. Виды работ и программы по созданию надежных гтд.
- •1.3. Структура работ по обеспечению надежности гтд.
- •1.4. Испытания на надежность.
- •3. Объект испытания на надежность.
- •2.1. Режимы работы гтд
- •Реверсивные режимы работы
- •Неустановившиеся режимы работы гтд
- •2.2. Категории и виды испытаний гтд Категории испытаний Предварительные испытания гтд
- •Приемочные испытания гтд
- •Ведомственные испытания
- •Сертификационные испытания
- •Приемо-сдаточные испытания
- •Периодические испытания
- •Типовые испытания
- •Эксплуатационные испытания
- •По месту и условиям проведения испытаний
- •По определяемым характеристикам объекта
- •2.3.Этапы и виды работ при создании двигателей
- •Производство
- •2.4. Испытания проводимые на этапе нир
- •2.5. Испытания гтд проводимые на этапе окр
- •2.6. Испытания проводимые на этапе серийного производства
- •3.1. Правила испытаний и приемки гтд Общие положения
- •3.2. Испытания по определению параметров и характеристик гтд
- •3.3.Основные положения методики обработки резуль-татов испытаний и определения характеристик гтд
- •- Полное давление воздуха на входе в рмк, абсолютное
- •- Температура воздуха на входе в рмк
- •Применение методики обработки результатов испытаний для гтд
- •Значения функции давления насыщенного водяного пара по температуре
- •3.4. Основные положения методики приведения основных параметров гтд к стандартным атмосферным условиям
- •3.5. Испытания по определению и проверке прочност-ных характеристик гтд.
- •3.6. Испытания по определению ресурсных характеристик гтд
- •3.7. Специальные испытания гтд
- •Типы задач, решаемых при испытаниях двигателей.
- •4.1. Структура испытательной станции
- •4.2. Испытательные стенды, основные требования, схемы
- •Двигатель для испытаний
- •4.3. Летные испытания, типовые летные испытания, особенности и основные требования, летающие лаборатории
- •Типовые летные испытания гтд
- •4.4. Общие сведения и требования к летающим лабораториям.
- •5.1. Принципы подхода к подготовке программы испытаний гтд.
- •5.2. Особенности испытаний дтрд
- •5.3. Особенности испытаний трдф
- •5.4. Особенности испытаний гтд с реверсом тяги
- •5.5. Особенности испытаний гтд с отклоняемым векто- ром прямой тяги.
- •5.6. Особенности испытаний турбовальных и турбовинтовых гтд, эквивалентная мощность, требования к стендам.
- •5.7. Особенности испытаний пврд
- •6.1. Испытания компрессора (вентилятора)
- •6.2. Испытания основной камеры сгорания
- •6.3. Испытания турбины
- •6.4. Испытания систем автоматического управления (сау)
- •6.5. Исследования шума, генерируемого компрессором и соплом двигателя.
- •6.6. Испытания редукторов
- •6.7. Испытания стартеров
- •6.8. Испытания насосов и форсунок
- •6.9. Испытания топливорегулирующей аппаратуры
- •7.2. Обработка параметров, измеренных в процессе испытаний.
- •7.3. Общие сведения об измерениях и приборах для измерений
- •7.4. Измерение давлений
- •7.5. Приборы для измерения давлений
- •7.6. Измерение температур
- •7.7. Приборы для измерения температур
- •7.8. Измерение расхода топлива
- •7.9. Приборы для измерения расхода топлива
- •7.10. Измерение расхода воздуха
- •7.11. Измерение скорости потока жидкости и газа Определение величины скорости потока
- •7.12. Измерение крутящего момента.
- •7.13. Измерение частоты вращения
- •7.14. Измерение вибраций
- •7.15. Измерение напряжений в элементах гтд
- •7.16. Методы контроля состояния и обнаружения дефектов в ходе испытаний гтд
- •8.2. Измерительно-вычислительный комплекс (ивк)
7.6. Измерение температур
Измерение температуры – один из самых важных и в то же время сложных и трудоемких видов измерения. По температуре рабочего тела в различных сечениях газовоздушного тракта определяют термодинамическую эффективность узлов и двигателя в целом.
Условия измерения температуры при испытаниях ГТД весьма разнообразны. Удовлетворить всем требованиям измерения при столь различных условиях конструкцией только одного прибора практически невозможно. Поэтому на практике применяются достаточно многочисленные методы измерения температуры и соответствующие им измерительные приборы.
7.7. Приборы для измерения температур
Жидкостные термометры.
Работа жидкостных термометров основана на изменении объема жидкости при изменении температуры. В качестве рабочих жидкостей применяют: ртуть, толуол, этиловый спирт и некоторые другие.
Жидкостные термометры в испытаниях СУ применяются для измерения температуры окружающей среды, воздуха и жидкостей в трубопроводах, а также для контроля состояния других приборов.
Широкое применение жидкостных термометров объясняется рядом преимуществ, которыми они обладают: широкий диапазон измеряемых температур (-200…+1200ºС), простота в обращении, высокая точность, отсутствие специальных источников питания и дополнительных приборов измерения. К недостаткам относятся невозможность измерения температуры в точке поверхности или объеме, чувствительность к ударам и вибрациям, невозможность непосредственного измерения разности температур, значительная инерционность, невозможность дистанционной передачи измерений.
Термометры электросопротивления – это приборы, в которых для измерения температуры используется свойство металлов при нагревании или охлаждении изменять электрическое сопротивление. Чувствительным элементом в таком термометре является проволока, которая наматывается на изолирующий каркас (стекло, фарфор) и вместе с ним помещается в корпус, защищающий чувствительный элемент от механического и химического
воздействий окружающей среды.
Термометры электросопротивления применимы в широком диапазоне температур, при этом обеспечивают высокую точность измерения, обладают дистанционностью передачи и возможностью автоматической записи результатов измерения.
К недостаткам таких приборов относятся: необходимость в источнике питания, большая инерционность, невозможность измерения температур в точке, погрешности, вносимые изменением сопротивления соединительных проводов под воздействием температуры.
Термоэлектрические пирометры (термопары). Принцип работы термопары основан на том, что в цепи, составленной из двух разнородных проводников, возникает электрический ток, если места соединения проводников имеют разную температуру. Силы, вызывающие этот ток, называются термоэлектродвижущимися силами.
Величина электродвижущей силы в общем случае может быть различной при одинаковой разности температур в зависимости от их абсолютных значений. Эта зависимость будет однозначной только в том случае, если температуру одного из соединений поддерживать постоянной.
Конец термопары, помещаемый в измеряемую среду, называют рабочим. Конец, температуру которого поддерживают постоянной, называют свободным. Обычно свободный конец помещают в среду с температурой тающего льда (ОС). До начала измерений у термопар снимают градуировочную характеристику, в процессе градуировки рабочий спай термопары последовательно нагревают до различных температур и определяют термоэлектродвижущую силу.
По материалу проводников, применяемых в термопарах, их можно разбить на две группы: термопары из благородных и термопары из неблагородных металлов.
Из первой группы наиболее широкое применение нашли термопары платинородиевые - платиновые и платиноиридиевые – платиновые. Они применяются для регистрации высоких температур (до 1600ºС) при исследовании процессов горения основных и форсажных камер сгорания.
К недостаткам платиновых термопар следует отнести: малые величины развиваемых при измерении термоэлектродвижущих сил (в связи, с чем требуется высокочувствительная электроизмерительная аппаратура); значительное удельное электросопротивление, а также высокая стоимость.
Основные достоинства термопар второй группы – доступность и относительно низкая стоимость термоэлектродного материала. Благодаря этому электроды можно делать существенно большей толщины (если при измерениях не имеет значения инерционность показаний), что увеличивает механическую прочность и снижает электросопротивление электродов. Основными разновидностями термопар второй группы являются хромель-алюмелевая и хромель-копелевая термопары. Недостаток этих термопар – относительно невысокая рабочая температура (порядка 1000ºС). Для
измерения более высоких температур применяются платинородиевые и другие термопары, которые размещаются в охлаждаемых корпусах и позволяют измерять температуры до 1800С и выше.
ТермоЭДС в термоэлектрическом пирометре измеряют милливольтметром или потенциометром. Милливольтметры, выпускаемые промышленностью, имеют шкалу, градуированную в градусах и милливольтах. Каждый милливольтметр предназначен к использованию в комплекте с определенной термопарой. Измерение термоЭДС с помощью потенциометра основано на уравновешивании измеряемого напряжения известным напряжением. Погрешность измерений не превышает ±1%.
Термоиндикаторные краски – химические вещества, изменяющие свой цвет при нагреве выше определенной температуры и сохраняющие его затем при охлаждении. Указанное свойство используется при определении температур деталей двигателя. Набором термоиндикаторных красок можно измерять температуры от 40 до 1100ºС с удовлетворительной степенью точности, а также получать распределение температур по поверхности. Перед экспериментом образцы красок наносят на детали, которые нагревают в электропечи до различных температур и фиксируют температуры перехода и получаемые оттенки.
В дальнейшем они используются для расшифровки результатов экспериментов.
Термоиндикаторные краски регистрируют максимальную температуру во время опыта, поэтому выход на исследуемый режим не должен сопровождаться забросом температур.
Метод измерения температуры с помощью термоиндикаторных красок обладает рядом преимуществ: не нарушается целостность детали, условия теплообмена с окружающей средой; возможно применять на вращающихся деталях; не требуется специальное измерительное оборудование; краски просты в применении и механически прочны. Недостатки метода – он не позволяет измерять температуру деталей на переменных режимах и распределение температур в глубине материала.