Лекции в электронном виде (955235), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Испытания турбин проводятся как с исследовательскими целями, так и для определения фактических характеристик при отработке и серийном изготовлении.
Определяется зависимость КПД и характеристика U = f(..)
и
определяется приведенный расход и приведенная мощность турбины при постоянных степенях расширения газа и температуре.
На практике испытания турбин проводятся на модельном рабочем теле – воздухе или смеси воздуха с фреоном.
4. Проводятся холодные испытания по отработке и проверки агрегатов систем управления и регулирования в процессе которых осуществляется проверка их функционирования в пределах установленного ресурса и числа включений, а также исследуется влияние различных факторов на их работу.
Поскольку в процессе отработки испытания ведутся в направлении оценки функциональной работоспособности и направлении обеспечения прочности объекта проводится большой объем автономных прочностных холодных испытаний узлов и агрегатов. Эти испытания отличаются большим разнообразием.
Все полостные агрегаты проходят испытания на прочность путем гидроопрессовок – нагружаются внутренним давлением на 25% выше, чем в ТЗ. (пневмоопрессовки – в спец.защитных боксах, предотвращающих разлет осколков).
Вращающиеся детали подвергаются динамическим испытания на специальных стендах и, кроме того, практически все агрегаты и приборы проходят виброударные испытания на специальных стендах. Целью этих испытаний является определение частоты и формы собственных колебаний изделия методом установления резонансной частоты.
Готовые изделия подвергаются испытаниям на герметичность, под которым понимается свойство не пропускать рабочее вещество или вещество окружающей среды через соединения или материал в количествах, нарушающих работоспособность изделия или представляющих опасность для рабочего персонала.
Контроль герметичности проводится с целью проверки качества изготовления изделий и установления мест негерметичности.
Контроль герметичности сводится к поиску суммарной негерметичности и устанрвлениюмест локальной негерметичности.
В качестве единицы используется поток
– Объемный расход вещества, приведенный к определенному давлению.
Существует стандарт ОСТ92-4316-79 "Методы контроля герметичности".
Пузырьковый метод – мыльной пеной покрывается поверхность. Давление на 75% выше.
Метод аквариума – погружается в ванну.
Метод устойчивых остаточных деформаций – латекстной массой покрывается объект в месте утечек образуются кратеры.
Химические методы – лентой обклеивают лентой швы, дают индикаторный газ, лента меняет цвет.
Вакуумные установки – галогенные течеискатели.
Методы накопления давления – следить за манометром.
Испытания проводятся на специальных стендах.
Требования, предъявляемые к стендам и оборудованию при холодных испытаниях
1. Холодные испытания должны проводиться в специально оборудованных помещениях, где должен поддерживаться определенный температурно-влажностный режим.
2. Стенды должны обеспечивать заданный расход газа и жидкости или поддерживать постоянные давления. Это давление должно меняться в широких пределах.
3. Стенды должны обеспечивать как резкий, ударный подвод компонента к объекту испытания, так и медленный, плавный подвод. А также обеспечивать медленный, плавный сброс газа.
4. Обеспечивать возможность определения негерметичности места соединения.
5. Определять влияние знакопеременных сил, вызванных изменением ускорения, т.е. обеспечивать виброударные нагрузки.
6. Производить проверку работы агрегата при заданном постоянном направлении сил ускорения.
7. Выдерживать объект под давлением компонента в течение длительного времени и обеспечивать проверку работы агрегата при наличии топлива в нем.
8. Производить поливку агрегатов модельными компонентами.
9. Для гидроиспытаний используется водные растворы или другие модельные компоненты, указанные в документации.
Материалы трубопроводов, емкостей, арматуры не должны изменять состав раствора, применяемого для испытаний.
10. Объекты после гидроиспытаний перед испытаний на герметичность должны быть высушены. Испытания проводятся до нанесения покрытий.
11. При проведении холодных испытаний должны быть приняты меры, исключающие попадание пыли и грязи в рабочие полости агрегатов, а также меры, исключающие повреждение агрегатов и уплотнений.
Наземные стеновые испытания. Имитация условий эксплуатации.
Поскольку двигатели эксплуатируются в широком диапазоне факторов, стенды должны быть оборудованы устройствами, имитирующими работу двигателя в составе летательного аппарата.
К таким стендовым устройствам относятся системы имитации:
- гидродинамических характеристик и системы питания
- давление на срезе сопла (высокого противодавления)
- имитация высотных условий
- газонасыщения компонентов
- температурных режимов конструкции и топливных компонентов
- воздействия условий космического пространства
- климатических условий
Чтобы обеспечить одинаковость протекания гидродинамических процессов необходимо выполнить следующие условия:
1. Давление на входе в двигатель должны быть одинаковы
2. Одинаковая инерционность столбов жидкости
3. Потери давления в магистрали должны быть одинаковы
4. Объемы газовых подушек
5. Частоты собственных колебаний (время пробега волн возмущения)
Если условия 1,3,4 можно выполнить легко, то условия 2 и 5 практически невыполнимы. Поэтому на стендах используются так ресиверные устройства (так называемые разделительные емкости) магистрали которых до двигателя полностью копируют ракетные.
Схема с проточным ресивером.
При непроточном варианте клапан А отключает ресивер после запуска двигателя
Недостаток: необходима синхронизация клапана А и пуско-отсечной арматуры.
ИМИТАЦИЯ ДАВЛЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (ПРОТИВОДАВЛЕНИЕ)
Противодавление может возникнуть при истечении продуктов сгорания в замкнутую среду или сплошную среду (старт из под воды, погружение в воду, запуск из шахты).
На стенде противодавление соответствующее старту из наземных пусковых устройств имитируется:
- с помощью газодинамического насадка с задвижкой (пережатием).
- с помощью предварительного наддува камеры и газогенератора от постороннего источника через заглушки.
Более реально для небольших двигателей можно имитировать эти условия с помощью бронекамер.
ИМИТАЦИЯ ВЫСОТНЫХ УСЛОВИЙ
При наземных испытаниях двигателей, предназначенных для использования в верхних слоях атмосферы, определить их характеристики – тягу, задержку воспламенения, устойчивость горения, тепловые характеристики и т.д. – можно только понизив давление в выходном сечении сопла для получения безотрывного течения.
Двигатель обрезают или вставляют цилиндрический насадок в место отрыва, впрыскивается охладитель в место отрыва.
Но для получения тяговых характеристик нужно обеспечить безотрывное течения, понижая противодавление. Это можно достигнуть тремя способами:
- использовать на стенде барокамеры с откачивающими средствами – вакуумными насосами 2.3. а.
- барокамеры и выхлопные диффузоры
- барокамеры с эжекторными откачивающими устройствами.
Схемы газодинамических трактов – на раздаточных материалах.
2.3.а. Масса расходуемого топлива ограничена согласно уравнению
Поэтому используются для испытания микродвигателей, а также для исследования процессов воспламенения и изучения переходных режимов.
Объем может быть увеличен подключением дополнительной емкости.
Для диффузора необходимо достаточный уровень давления в камере двигателя.
Установка в) – только на установившемся режиме.
Лекция Ирьянов 17.12.05
КРИОЗАХВАТ, КРИОАБСОРБЦИЯ - СВЕРХВАКУУМ.
Системы имитация тепловых воздействий на конструкцию двигателей и топливных компонентов
Условия эксплуатации двигателей характеризуются широким диапазоном температурных воздействий. Необходимо имитировать при наземных стендовых испытаниях.
Как правило стенды оборудуются системами, обеспечивающими температуру конструкции, топливных компонентов и продувочных газов в диапазоне +/- 50°С.
Работа систем имитации температурных воздействий на конструкцию двигателя основана на изоляции двигателя от окружающей среды с помощью термочехла и подачей в изолированный объем подогретого или охлажденного воздуха.
Рис. 2.12.
Технологический процесс подготовки и проведения огневого стендового испытания
"Испытания жрд" Жуковский
281-287 с.
Двигатель заключен в чехле 2, который крепится на раме 3 и сопловом блоке 1. Воздух подается от вентилятора 10 по воздуховоду 8. При имитации воздействий впрыскивается азот через форсунки (минусовые t). Температура поддерживается при помощи автомата 5. При имитации +t идет подогрев. Двигатель выдерживается 20..30 мин при t, а затем идет пуск. При имитации на топливные компоненты используются теплообменники трубчатые, через которые по трубам прокачивается термостатированный компонент, а в качестве хладагента используется жидкий азот или пар.
Система включает насос 1, через фильтр 13 при открытых клапанах 8 и 12 прокачивается компонент через теплообменник 2. В теплообменник подается жидкий азот, он прокачивается до тех пор, пока термопара 7 не покажет – «хватит!». Через клапан 6 осуществляется слив хладагента и обеспечивается продувка проточной части теплообменника.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
