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

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 210 04 О 27/ 1;трцИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКО ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(71) Харьковский авиационный институт им.Н,Б; Жуковского(54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НЕУСТОЙЧИВЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ МНОГОСТУПЕНЧАТОГО КОМПРЕССОРА ИУСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИх 1(57) Изобретение позволяет повысить надежность прогнозирования путем измерения статического и полного давленияприемниками (П) 2 и 3 в направлении вращения ротора (Р) и по величине разности этихдавлений судят о неустойчивых режимах работы компрессора, Предварительно частоту вращения Р и определяют число зон возмущения потока в каждой ступени в момент их зарождения при наличии установленных в кольцевые проточки 4 П 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 р =(40 - 80 1, где- номер ступени; ) - число зон возмущения потока в 1-й ступени в момент их зарождения. 4 ил.Изобретение относится к компрессоростроению и может быть использовано дляпрогнозирования и предотвращения неустойчивых режимов работы многоступенчатых компрессоров авиационныхгазотурбинных двигателей и энергетических установок.Целью изобретения является повышение надежности прогнозирования неустойчивых режимов работы компрессора, чтопозволяет повысить надежность самой работы компрессора.На фиг, 1 изображен многоступенчатыйкомпрессор с блок-схемой устройства; нафиг, 2 - узел 1 фиг. 1; на фиг, 3 - сечение А - Афиг, 2; на фиг, 4 - схемы сигналов полного истатического давлений за один период приоднозонном (а) и двухзонном (б) возмущениях давления,Устройство прогнозирования неустойчивых режимов работы многоступенчатогокомпрессора содержит датчики разностидавлений 1, подключенные к приемникамполного 2 и статического 3 давлений, установленным в кольцевых проточках 4 в корпусе 5 компрессора 6 над рабочимилопатками 7 каждой ступени ротора, Приемное отверстие 8 приемника полного давления 2 ориентировано против направлениявращения рабочих лопаток 7. Выход датчиков 1 соединен с преобразователем сигналов, выполненным в виде последовательноподключенных друг к другу усилителей сигналов 9, блока коммутации сигналов 10, блока сравнения величины сигналов 11 ирегистрирующей аппаратуры 12.Способ прогнозирования неустойчивыхрежимов работы многоступенчатого компрессора осуществляется следующим образом,При работе многоступенчатого компрессора датчики 1 фиксируют разность давлений между приемниками полного 2 истатического 3 давлений в кольцевых проточках 4 над входными кромками рабочихлопаток 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 е кольцевой проточке появляются периодические пульсации давления,вызванные вращающимися зонами возмущения. При изменении частоты вращенияротора компрессора изменяется и номерступени, над которой раньше всего появляются такие пульсации давления, Номер ступении число зон возмущения )1,возникающих е ней в момент их зарождения, в зависимости от частоты вращения ротора определяют предварительно расчетом или по результатам испытаний с помощью многоканального шлейфовогоосциллографа 13. Приемник полного давле 5 ния 2 размещают относительно приемникастатического давления 3 по ходу вращенияротора под углом, определяемым для каждой ступени по соотношению р = (40 -- 80 )/)1. Такое расположение приемников"0 статического и полного давлений соответствует их измерению в противофазе, что обеспечивает получение максимальнойвеличины периодической составляющейразности давлений Ь р (фиг, 4), как диагно"5 стического сигнала.Размещение приемников статическогои полного давления в кольцевых проточкахнад входными кромками рабочих лопаток,обеспечивающее раннее прогнозирование20 неустойчивости компрессора, дифференциальное подключение приемников полного истатического давлений к датчикам давления, исключающее статическую составляющую давления, а следовательно,25 повышающее чувствительность и точностьизмерительной системы, и угловое размещение приемников полного и статическогодавлений, также повышающее точность ичувствительность измерительной системы,в итоге повышает надежность прогнозирования неустойчивых режимов работы компрессора, Использование выделяемогодиагностического сигнала о приближениинеустойчивого режима работы компрессора35 в системе регулирования (предотвращениенеустойчивости) позволяет повысить надежность работы компрессора,Формула изобретения1. Способ прогнозирования неустойчивых режимов работы многоступенчатогокомпрессора, заключающийся в том, что измеряют статическое и полное давления внаправлении вращения ротора и по величи. не разности этих давлений судят о неустой 45 чивых режимах работы компрессора, о т -личающийся тем,что,сцельюповышения надежности прогнозирования, предварительно меняют частоту вращения ротораи определяют число зон возмущения потока50 е каждой ступени в момент их зарождения,а полное и статическое давления измеряютнад входными кромкэми рабочих лопаток,при этом измеряют полное давление в местесмещенном от места, в котором измеряют55 статическое давление, по ходу вращения ротора на величину у)о, угла определяемогодля каждой ступени из соотношения р =.)1 - число зон возмущения потока в 1-йступени в момент их зарождения,2, Устройство для прогнозирования неустойчивых режимов работы многоступен чатого компрессора, содержащее размещенные в корпусе компрессора по ходу вращения ротора приемник статического давления и приемник полного давления, подключенные к ним датчик разности дав лений и преобразователь сигнала, о т л и- Ч 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,, Максимиши Корректо дак оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагар Заказ 841 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5