Пермские ученые повысили точность измерений при испытании турбин почти в 3 раза
Об этом сообщает пресс-служба вуза.
Уточняется, что разработка проведена в рамках программы Приоритет-2030.
Тестирование турбин перед эксплуатацией
Турбины используются в энергетической и других отраслях промышленности.Для их практического использования необходимо предварительно провести стендовые испытания. По итогам подобных проверок специалисты получают данные о работе механизма в различных условиях и исключают вероятность неисправностей при эксплуатации.
- турбину устанавливают на специальную раму или основание стенда;
- к ней подключается система подачи так называемого рабочего тела - воды, воздуха, пара или другого газа;
- для измерения силы вращения к турбине подключают измерительный узел, т. е. специальное устройство с рессором, упругим элементом, внутри.
Ошибки в измерениях и решение пермских ученых
Традиционные методы стендовых испытаний позволяют измерить крутящий момент, т. е. вращательное действие силы на тело, но только косвенно. Более того, в процессе не учитываются такие факторы, как трение между деталями турбины, вибрации и температурные колебания.В результате игнорирования этих воздействий на турбину погрешность в измерении мощности и крутящего момента доходит до 20%.
Исследователи ПНИПУ улучшили конструкцию стенда для испытаний и предложили новый способ измерения мощности и крутящего момента турбин.
У измерительной рессоры под действием крутящего момента возникает закрутка. По словам пермских ученых, обороты турбины плавают даже на стационарном режиме, а при переходном, т. е. при изменении нагрузки, к погрешностям измерения крутящего момента приводят возникающие в процессе крутильные колебания.
Преимущество нового метода - в возможности точно оценивать мощность турбины как на стационарных режимах, так и при разгоне или торможении, отметил профессор кафедры Микропроцессорные средства автоматизации ПНИПУ, доктор технических наук С. Бочкарев.
Подробнее о разработке рассказал профессор кафедры Ракетно-космическая техника и энергетические системы ПНИПУ, доктор технических наук А. Сальников. По его словам, старые методы предполагали измерение только угла закрутки рессоры, а новый - установку парных датчиков вибрации, которые фиксируют больше параметров.
Тезисы ученого:
- приборы крепятся на подшипниках измерительной рессоры и других элементах стенда;
- датчики устанавливаются под углом 90 друг к другу, что позволяет измерять:
- угол закрутки рессоры,
- фазовые углы ее смещения,
- параметры вибрации;
- температуру,
- частоту крутильных колебаний;
- система автоматически сопоставляет полученные данные и рассчитывает коэффициенты динамичности, которые корректируют значение измеренного крутящего момента.
О турбинах
- представляют собой большой цилиндрический корпус;
- внутри находится ротор, т. е. вращающийся элемент с закрепленными лопатками, которые под действием газа или жидкости начинают крутиться;
- также в турбинах расположен статор, который контролирует направление потока газа или жидкости;
- вал, т. е. вращающаяся ось, которая выходит снаружи конструкции, приводит в действие генератор, компрессор или другой механизм;
- при одновременной работе этих элементов и происходит передача энергии.