Диплом_Марков (1231052), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Рисунок 3.1 – Измерительная схема

Рисунок 3.2 – Измерительная схема для упрощенных испытаний

После того как частота вращения турбокомпрессора достигла необходимого значения (давление на выходе из компрессора превышает 300 кПа), вентиль 10 открывается, а 8 и 16 закрываются. В этот момент сжатый воздух из компрессора перестает истекать в атмосферу и поступает в камеру сгорания. Только в этот момент можно приступать к измерениям параметров газа и турбокомпрессора.

Режим работы турбины устанавливается изменением расхода и температуры газа. Изменение расхода газа через турбину достигается с помощью вентиля 7, а через компрессор (при закрытом вентиле 10) дроссельной заслонкой 17. Необходимая температура рабочих газов, поступающих из камеры сгорания в турбину, устанавливается изменением количества топлива, впрыскиваемого форсункой в камеру сгорания, при помощи вентиля 5. Управление вентилями 5, 7, 8, 10, 16 дроссельной заслонкой 17 и режимом работы элемента 2 производится при помощи вынесенной панели управления 11 вручную, или посредством ЭВМ 15, к которой подключаются управляющие органы с панели 11. Регистрация измеренных параметров осуществляется при помощи регистратора 18, который передает всю информацию в ЭВМ.

Мощность, развиваемая турбиной, поглощается компрессором, который выполняет роль воздушного тормоза.

Для устранения тепловых потерь в окружающую среду, трубопроводы на участке от камеры сгорания до входа в турбину и выхода из нее, а также на выходе из компрессора, теплоизолированы.

3.2 Измеряемые параметры

В ходе проведения испытаний, измеряются следующие параметры:

– давление окружающей среды;

– температура окружающей среды;

– полное давление на выходе из компрессора;

– полная температура на выходе из компрессора;

– расход воздуха через компрессор;

– расход газа через турбину;

– расход топлива;

– полное давление на входе в турбину;

– полная температура на входе в турбину;

– статическое давление на выходе из турбины;

– полная температура на выходе из турбины;

– крутящий момент на валу турбокомпрессора;

– частота вращения вала турбокомпрессора.

3.2.1 Датчики измерения давления

При измерении давления используются преобразователи давления измерительные АИР-10 (далее – АИР-10), производства фирмы «Элемер», которые предназначены для непрерывного преобразования значений избыточного давления, абсолютного давления и разности давлений жидких и газообразных, в том числе агрессивных, сред в унифицированный выходной токовый сигнал. АИР-10 используются в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами. Преобразователи выпускаются в двух модификациях АИР-10/М1 и АИР-10/М2, отличающихся конструктивным исполнением и устойчивостью к электромагнитным помехам.

АИР-10 могут подключаться к компьютеру посредством интерфейса RS 232 для градуировки и конфигурирования. Конфигурирование АИР-10 включает в себя изменение диапазонов измерения, выбор зависимости выходного сигнала от входного (возрастающей с выходным унифицированным сигналом 4-20 мА или убывающей с выходным унифицированным сигналом 20-4 мА), установку числа усреднений (времени демпфирования).

Для определения абсолютного давления окружающей среды (давления на входе в компрессор ) и давления на выходе из турбины , подходит датчик АИР–10/М1–ДА, модели 1035. Для определения полного абсолютного давления на выходе из компрессора и на входе в турбину применяется тот же датчик, но уже модели 1055. Характеристики этих датчиков представлены в таблице 3.1. Общий вид, а также габаритные и присоединительные размеры д
атчика АИР-10 представлены на рис. 3.3.

Рисунок 3.3 – Датчик АИР-10

Таблица 3.1 – Характеристики датчиков давления

3.2.2 Датчики измерения температуры

Для измерения температуры могут применяться датчики двух типов: термопреобразователи сопротивления (ТС) и преобразователи термоэлектрические, или как их еще называют – термопары (ТП).

Т
С представляет собой реагирующее на температуру устройство, состоящее из чувствительного элемента (ЧЭ) с защитной оболочкой, внутренних соединительных проводов и внешних выводов, позволяющих осуществлять подключение к электрическим измерительным устройствам. Принцип работы ТС основан на зависимости сопротивления ЧЭ от температуры. ЧЭ изготавливается в соответствии с ГОСТ 6651-94 из платины и меди. Конструкцией ТС предусмотрено размещение одного или двух ЧЭ в одной защитной оболочке, которая обеспечивает хороший контакт с измеряемой средой и предохраняет его от внешних повреждений.

Рисунок 3.4 – Термопреобразователь сопротивления ТС 1388/7

В качестве первичного измерительного преобразователя для измерения температуры на входе в компрессор , и выходе из него используется датчик ТС 1388/7, представленный на рис. 3.4. Данный датчик рассчитан на измерение температуры в пределах от минус 50 до +200 . Номинальное значение сопротивления при равно 100 Ом. Пределы допускаемого отклонения сопротивления, при измеряемой температуре t, выраженные в соответствуют (0,3+0,005t ).

ТП предназначены для измерения температуры твердых, жидких, газообразных и сыпучих веществ в диапазоне температур от минус 40 до плюс 1800 °С. ТП представляют собой реагирующие на температуру устройства, состоящие из чувствительного элемента с защитной оболочкой, изолированного или неизолированного от защитной арматуры рабочего спая и внешних выводов, позволяющих осуществить подключение к электрическим измерительным устройствам. Термочувствительные элементы ТП находятся в защитной арматуре, которая обеспечивает хороший контакт с измеряемой средой и предохраняет чувствительные элементы от внешних повреждений. Материал защитной арматуры для ТП зависит от рабочего диапазона измеряемых температур. Принцип работы ТП основан на зависимости термоэлектродвижущей силы от температуры.

Для измерения температуры газов на входе в турбину и выходе из нее применяются термопары из сплава хромель–алюмель (ХА). Диапазон измерения температур у данных ТП колеблется в пределах -200…1300 .

3.2.3 Определение расхода воздуха

Д
ля определения расхода воздуха, проходящего через компрессор и камеру сгорания , применяется термоанемометрический датчик расхода газа ST75 фирмы FCI (см. рис. 3.5). Действие термоанемометрических массовых расходомеров основано на принципе тепловой дисперсии, по которому соотношение между скоростью потока и процессом охлаждения напрямую зависит от массового расхода газа. Новая модель термоанемометрического датчика расхода газа ST75 характеризуется высокой точностью, простотой установки, отсутствием движущихся частей и предназначена для управления расходом воздуха или другими видами газов. В качестве измерительного элемента используется платиновый термометр сопротивления. В сочетании с микропроцессорным электронным блоком и точной заводской калибровкой, расходомер обеспечивает высокую точность, быстрый отклик и практически не требует техобслуживания.

Рисунок 3.5 – Общий вид термоанемометрического датчика

Благодаря прямому измерению расхода на основе термоанемометрической технологии исключается необходимость в установке дополнительных сенсоров, требуемых при использовании других технологий измерений.

Расходомер имеет 2 аналоговых выхода, 4 – 20 мА и 0 – 10 В, программируемые на месте на измерение расхода или температуры. Расход может отображаться как в объемных, так и в массовых единицах измерения.

Модель комплектуется стандартным последовательным портом входов/выходов RS232 для конфигурирования, поиска неисправностей и считывания информации.

Некоторые технические характеристики:

• диапазон измерений: 0,001…0,6 кг/с;

• точность: ±2%;

• температура газа: -18…+115 °С.

3.2.4 Измерение расхода топлива

Измерение расхода топлива производится с помощью датчика расхода топлива ДРТ-300, производства фирмы «Технотон» (рис. 3.6). К достоинствам этого датчика относятся нечувствительность его к загрязнению топлива и высокая точность измерения.

Некоторые технические характеристики:

• диапазон измерения: 0,5…100 л/час;

• выходной сигнал: импульсы и цифровые сообщения по RS 485;

• относительная точность измерения: ±1%;

• рабочая температура: -30…+80 °С;

• масса, не более: 5 кг;

• р
  азмеры: 300×250×60 мм.

Рисунок 3.6 – Общий вид датчика расхода топлива ДРТ-300

3.2.5 Измерение частоты вращения и крутящего момента

Измерение частоты вращения вала турбокомпрессора и крутящего момента производится при помощи оптоволоконных датчиков. На рис. 3.7 схематично изображен вал турбокомпрессора, на котором нанесены две риски: одна возле рабочего колеса компрессора, а другая возле рабочего колеса турбины. В корпусе ТКР выполнены два отверстия, через которые к валу подводятся стеклянные световоды. Эти световоды, при помощи оптоволоконного кабеля передают сигнал на регистратор. Сигнал, в виде светового импульса, образуется при прохождении риски возле стеклянного световода (преломление луча света). На каждый оборот вала турбокомпрессора приходится по одному сигналу с каждого датчика. Замер крутящего момента производится по скручиванию вала, которое пропорционально промежутку времени между сигналами с двух датчиков.

Ч
астота вращения может фиксироваться одним датчиком: количество импульсов в единицу времени. Таким образом, на экране регистратора отображается сразу два измеряемых параметра: крутящий момент и частота вращения. Информация с регистратора может отправляться на центральную ЭВМ по средствам стандартного последовательного порта RS232.

Характеристики

Список файлов ВКР