Лабораторная работа: Тепловое испытание газотурбинной установки

В рассматриваемых испытаниях были применены следующие измерительные устройства:

1. Первичные датчики и приборы

· Первичные датчики частоты вращения (роторов ОК-ТВД и СТ-ВНК) – индуктивные датчики. Выдают электрический сигнал в виде переменного тока, частота которого пропорциональна частоте вращения роторов.

· Первичные датчики температур низкого уровня (наружный воздух, воздух перед ОК и ВНК, топливный газ) – медные термометры сопротивления.

· Термометры сопротивления выдают электрический сигнал в виде величины изменения сопротивления их чувствительного элемента, пропорционального уровня температур.

· Первичные датчики температур среднего уровня (воздух за ОК, воздух за ВНК, низконапорный воздух) – платиновые термометры сопротивления.

· Первичные датчики температур высокого уровня (продукты сгорания в выхлопном патрубке) – хромель-алюмелевые термопары. Термопары выдают электрический сигнал в виде величины термо-ЭДС, пропорциональной уровню температур.

· Первичные приборы расхода топливного газа – стандартные расходомерные диафрагмы, которые выдают пневматический сигнал в виде перепада давлений в их измерительных камерах. Величина перепада пропорциональна квадрату расхода газа.

· Первичные приборы расхода воздуха через ОК и ВНК – торцевые диафрагмы.

2. Зонды

· В сечениях перед ТВД и ТНД установлено по два зонда полного давления продуктов сгорания.

Зонды размещены с помощью бобышек, приваренных к нижней половине корпуса турбины, в радиальных направлениях, наклоненных к плоскости горизонтального разъема под углами 30º (для ТНД - 25º).

Приемники зондов выдают пневматические сигналы, пропорциональные полному давлению на входе в приемник.

· В сечении за ТВД установлен один пятиточечный зонд полного и статического давлений продуктов сгорания.

Зонд размещен на нижней половине корпуса турбины горизонтально.

Приемники такого зонда выдают два пневматических сигнала, один из которых пропорционален полному давлению на входе в приемник, а второй – статическому.

· В сечении за ТНД установлено по два семиточечных зонда полного и статического давлений продуктов сгорания.

Зонды размещены на нижней половине корпуса турбины в радиальных направлениях, наклоненных к плоскости горизонтального разъема под углом 5º.

· В выхлопном патрубке ГТУ установлены зонды для определения полей полной температуры, а также зонды полного и статического давлений продуктов сгорания.

В связи со значительными размерами газохода число точек достаточно велико.

Положения зондов по высоте газохода в разных плоскостях не совпадают, так что аэродинамические следы зондов, размещенных выше по потоку, не влияют на показания зондов, расположенных ниже по потоку. В этих же целях зонды для измерения давлений установлены выше по потоку.

Чувствительные элементы приемников температурного зонда – спаи термоэлектродов – размещены в камерах торможения приемников. Термоэлектроды изолированы друг от друга жаростойкой кремнеземистой нитью.

Измерительный сигнал термопар – термо-ЭДС, снимаемая с концов термоэлектродов.

Преобразователи, конечные приборы, система сбора данных

Автоматизированный сбор и автоматизированная обработка экспериментальных данных во время испытаний ГТУ возможны, если все измерительные сигналы имеют электрический характер и представлены в цифровом виде.

Сигналы термометров сопротивления, термопар, индуктивных датчиков частоты вращения – аналоговые электрические по своей природе. Пневматические сигналы подвергли преобразованию в электрический вид с помощью преобразователей типа «Сапфир», работающих на тензометрическом принципе.

Преобразование аналоговых электрических сигналов в цифровой вид выполняли с применением цифровых вольтметров.

Сигналы датчиков вращения отцифровывали с помощью цифрового частотомера.

Цифровые устройства были, по существу, конечными приборами.