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, чтобы исключить брак и возможные неисправности. По итогам подобного испытания 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 рессороq, 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.В процессе не учитываются такие факторы, как трение между деталями турбины, вибрации и температурные колебания.
Крутящий момент характеризует вращательное действие силы на тело. Это нужно учитывать при работе механизмов, где важны движение и передача энергии через машину.
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. 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.
Не всегда учитываются трение, возникающее между деталями машин, электрические и тепловые потери, вибрации, температурные показатели.
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, д.т.н. С. Бочкарев.
Подробнее о разработке рассказал профессор кафедры Ракетно-космическая техника и энергетические системы ПНИПУ, д.т.н. А. Сальников:
- старые методы предполагали измерение только угла закрутки рессоры, а новый - установку парных датчиков вибрации, которые фиксируют больше параметров;
- 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.
При частоте вращения 14 тыс. об/мин погрешность разработки составила всего 6,9%.
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.
Автор: А. Игнатьева
