RU2253854C1 - Стенд для исследования компрессоров - Google Patents
Стенд для исследования компрессоров Download PDFInfo
- Publication number
- RU2253854C1 RU2253854C1 RU2004117947/06A RU2004117947A RU2253854C1 RU 2253854 C1 RU2253854 C1 RU 2253854C1 RU 2004117947/06 A RU2004117947/06 A RU 2004117947/06A RU 2004117947 A RU2004117947 A RU 2004117947A RU 2253854 C1 RU2253854 C1 RU 2253854C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- collector
- compressor
- output
- throttle
- outlet pipe
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к компрессоростроению и предназначено для использования при испытании осевых, центробежных и диагональных компрессоров, а также их комбинаций. Задачей предлагаемого технического решения является дросселирование исследуемого компрессора на испытательном стенде, обеспечивающее плавное мягкое изменение гидравлического сопротивления выходной сети и, в случае необходимости или аварийной ситуации, мгновенное уменьшение гидравлического сопротивления выходной сети. Технический результат достигается на стенде для исследования компрессоров, который содержит привод, мультипликатор, исследуемый компрессор, на входе которого установлен мерный коллектор и успокоительная камера с выравнивающим устройством, а на выходе - воздухосборник, дроссельное устройство и выходной трубопровод, причем дроссельное устройство выполнено в виде части выходного трубопровода, имеющего коллектор. При этом в коллекторе выполнены отверстия и сообщены с полостью выходного трубопровода, а сам коллектор соединен с регулируемым источником подвода рабочего тела высокого давления. 4 з.п.ф-лы, 7 ил.
Description
Изобретение относится к компрессоростроению и предназначено для использования при испытании осевых, центробежных и диагональных компрессоров, а также их комбинаций.
Известен стенд для испытания осевого компрессора, авторское свидетельство №946517 от 29.01.1981 г., содержащий на выходе осерадиальный диффузорный канал с осесимметричным кольцевым дросселем. При работе стенда принудительным перемещением кольцевого дросселя вдоль оси компрессора перекрывают радиальный диффузорный канал, увеличивая гидравлическое сопротивление, то есть изменяя гидравлическую характеристику выходной сети стенда.
Известен стенд для испытания турбокомпрессора, авторское свидетельство №241772 от 15.04.68 г., который имеет дроссельное устройство, выполненное в виде двух взаимно перекрывающихся дисков с окнами, установленных в кольцевом осевом канале на выходе из исследуемого компрессора. Принудительным от внешнего привода смещением одного диска относительно другого перекрываются окна, уменьшая площадь проходного сечения и увеличивая гидравлическое сопротивление выходной сети испытательного стенда.
Недостатком указанных технических решений является наличие механизма перемещения дросселя (дроссельных колец или дроссельных дисков) с помощью электрического двигателя или вручную, что не позволяет быстро и эффективно перекрыть дроссель и уменьшить гидравлическое сопротивление выходной сети испытательного стенда.
При проведении испытаний компрессора на испытательном стенде, при снятии его характеристик, постепенно перекрывают дроссель, увеличивают гидравлическое сопротивление выходной сети стенда и смещают режим работы испытываемого компрессора к границе устойчивой работы. Практически всегда программой испытания компрессора на стенде проводятся плановые, а также бывают неожиданные и случайные выходы режимов работы компрессора в область неустойчивой работы. В этих обстоятельствах для избежания аварии и поломки исследуемого компрессора и испытательного стенда необходимо мгновенно вывести работу компрессора из неустойчивой области, то есть необходимо мгновенно уменьшить гидравлическое сопротивление выходной сети испытательного стенда. Электромеханические системы управления и привода дросселя с силу инерционности не позволяют выполнить мгновенное изменение гидравлического сопротивления сети. В связи с этим для мгновенного выхода исследуемого компрессора из неустойчивого режима работы дополнительно к регулируемому дросселю на испытательном стенде устанавливают автономный антипомпажный клапан с собственной системой управления. В случае входа исследуемого компрессора в область неустойчивой работы антипомпажный клапан открывает перепуск воздуха из выходной сети между исследуемым компрессором и дросселем. Одновременно открывают и дроссель стенда.
Описанные испытательные компрессорные стенды обладают существенным недостатком: беззащитность исследуемого компрессора и самого испытательного стенда в экстремальной ситуации от аварии.
Применяемые антипомпажные клапаны с механическим или воздушным приводом в выходной системе между исследуемым компрессором и входным дросселем также достаточно инерционны. А требование одновременного открытия и антипомпажного клапана, и выходного дросселя стенда, имеющих независимое друг от друга автономное управление с пульта, усложняет работу по проведению исследования компрессора и требует дополнительного внимания в возможной сложной аварийной ситуации.
В случае несанкционированного аварийного или случайного отключения электрической энергии питания систем управления дросселем во время проведения испытания компрессора на режиме глубокого дросселирования или в случае выхода из строя механизма управления дросселем и антипомпажным клапаном дроссель и клапан остаются в закрытом положении, система становится неуправляемой. В результате возникает чрезвычайная аварийная ситуация, приводящая к поломке компрессора.
Задачей предлагаемого технического решения является дросселирование исследуемого компрессора на испытательном стенде, обеспечивающее плавное мягкое изменение гидравлического сопротивления выходной сети и, в случае необходимости или аварийной ситуации, мгновенное уменьшение гидравлического сопротивления выходной сети.
Технический результат достигается на стенде для исследования компрессоров, который содержит привод, мультипликатор, исследуемый компрессор, на входе которого установлен мерный коллектор и успокоительная камера с выравнивающим устройством, а на выходе - воздухосборник, дроссельное устройство и выходной трубопровод, причем дроссельное устройство выполнено в виде части выходного трубопровода, имеющего коллектор. При этом в коллекторе выполнены отверстия по его периметру и сообщены с полостью выходного трубопровода, а сам коллектор соединен с регулируемым источником подвода рабочего тела высокого давления. Коллектор дроссельного устройства расположен снаружи или внутри части выходного трубопровода. По периметру коллектора или части выходного трубопровода выполнены отверстия, при этом отверстия выполнены в виде одного или нескольких поясов и расположены под углом к оси выходного трубопровода.
Из газовой динамики известно, что изменением расхода воздуха в трубопроводе достигается изменение скорости потока. Это следует из уравнения, в общем случае связывающего изменение скорости потока в трубопроводе с возможными внешними воздействиями [Г.Н.Абрамович. "Прикладная газовая динамика", Москва, изд-во "Наука", 1969 г., стр.188-191].
(М2-1)dC/C=dF/F-dG/G-dL/a2-(К-1)dQнap/Aa2-KdLтр/a2,
где M - число Маха (М) потока;
С - скорость потока;
F - площадь проходного сечения трубопровода;
G - расход воздуха;
L - механическая работа;
Qнар - теплообмен с окружающей средой;
Lтp - работа трения;
К - коэффициент адиабаты;
а - скорость звука;
А - тепловой эквивалент механической работы.
В случае течения в трубопроводе постоянного сечения (dF=0) при отсутствии внешней работы (dL=0), отсутствии теплообмена (dQнap=0) и без трения (dLтp=0) уравнение примет вид
(M2-1)dC/C=-dG/G.
Видно, что при дозвуковой скорости потока в трубопроводе подвод дополнительного воздуха к потоку (dG>0) приводит к увеличению скорости потока (dC>0) вплоть до скорости звука и, следовательно, запиранию трубопровода.
Это свойство предлагается использовать в стенде для испытания компрессоров с целью изменения гидравлического сопротивления выходной компрессорной сети.
На фиг.1 представлена общая схема стенда для исследования компрессоров.
Стенд на фиг.1 содержит двигатель привода 1, мультипликатор 2, исследуемый компрессор 3, успокоительную камеру 4 с выравнивающим воздушный поток устройством 5. На входе в успокоительную камеру 4 расположен мерный коллектор 6 для измерения расхода воздуха через исследуемый компрессор 3, а на выходе из компрессора 3 имеется воздухосборник 7 компрессора 3 и в выходном трубопроводе 9 установлено дроссельное устройство 8, имеющее штуцер 12.
На фиг.2 и 4 показано продольное сечение дроссельного устройства 8, представляющее собой часть выходного трубопровода 9 с коллектором 10, расположенным вокруг выходного трубопровода 9, непосредственно на его наружной поверхности и соединенного с внутренней полостью выходного трубопровода 9 с отверстиями 11, выполненными по периметру его стенки, через которые внутрь выходного трубопровода 9 подается воздух повышенного давления от внешнего источника (на чертежах не показан) через штуцер 12.
Отверстия 11 на поверхности выходного трубопровода 9 могут быть выполнены однопоясными (фиг.2) или многопоясными (фиг.4).
На фиг.6 показано поперечное сечение А-А фиг.2 дроссельного устройства 8 в виде части выходного трубопровода 9 с установленным на нем коллектором 10.
На фиг.3 и 5 показано продольное сечение дроссельного устройства 8 в виде части выходного трубопровода 9 с коллектором 10, расположенным на внутренней поверхности выходного трубопровода 9 и соединенного с внутренней полостью выходного трубопровода 9 отверстиями 11, выполненными по периметру коллектора 10, через которые внутрь выходного трубопровода 9 подается воздух повышенного давления от внешнего источника (на чертежах не показан) через штуцер 12.
Отверстия 11 в коллекторе 10 могут быть выполнены однопоясными (фиг.3) или многопоясными (фиг.5).
На фиг.7 показано поперечное сечение В - В фиг.3 дроссельного устройства 8 в виде части выходного трубопровода 9 с коллектором 10, расположенным внутри выходного трубопровода 9.
Работа стенда для исследования компрессоров осуществляется следующим образом.
При работе стенда исследуемый компрессор 3 приводится во вращение двигателем привода 1 через мультипликатор 2. Воздух через мерный коллектор 6 и успокоительную камеру 4 с выравнивающим воздушный поток устройством 5 поступает в исследуемый компрессор 3. Из компрессора 3 сжатый воздух поступает в воздухосборник 7 и в выходной трубопровод 9, в котором расположено дроссельное устройство 8.
К коллектору 10 через штуцер 12 подводится воздух повышенного давления от внешнего регулируемого источника (на чертежах не показан). Регулирование давления и расхода подаваемого внутрь выходного трубопровода воздуха изменяет гидравлическое сопротивление выходной сети компрессорного стенда и расход воздуха исследуемого компрессора.
При дросселировании, в случае возникновения неустойчивой работы исследуемого компрессора 3, штуцером 12 прекращается подача воздуха в отверстия 11 дроссельного устройства 8, при этом практически мгновенно уменьшается гидравлическое сопротивление выходной сети компрессора 3 и режим работы компрессора 3 переходит в область устойчивой работы.
В качестве дросселирующей среды наряду с воздухом может быть использована вода, которая под давлением через отверстия 11 на поверхности выходного трубопровода 9 подается внутрь трубопровода за исследуемым компрессором 3. Подача воды в дроссельную систему особенно эффективна при исследовании на стенде высоконапорных компрессоров, имеющих высокую температуру воздуха на выходе. Вода, испаряясь, снижает температуру воздуха в выходном трубопроводе стенда. Благодаря этому повышается ресурс выходной системы стенда и повышается пожарная безопасность.
Дроссельное устройство благодаря очень малой инерционности одновременно выполняет функцию антипомпажного клапана. По сравнению с существующими системами раздельного управления дроссельной системой и антипомпажным клапаном дроссельное устройство 8 одновременно совмещает в одном элементе и свойства дросселя и антипомпажного клапана, управляемые одним элементом.
Оси отверстий 11, расположенные на поверхности части выходного трубопровода 9 или коллектора 10, через которые подается воздух, выполнены под углом α к поверхности трубопровода. Угол α может изменяться в пределах от 0 до 180°. Направление вдуваемого в трубопровод воздуха осуществляют по основному потоку, против основного потока, поперек основного потока и под любым углом к основному потоку в выходном трубопроводе стенда.
Заявляемое техническое решение обладает важным свойством безопасной защиты исследуемого компрессора и стенда. В случае, если в силу внешних обстоятельств неожиданно прекращается подача рабочего тела высокого давления в дроссель, гидравлическое сопротивление выходного трубопровода за компрессором уменьшается, режим работы исследуемого компрессора практически мгновенно возвращается в исходное, безопасное положение по своей характеристике.
Claims (5)
1. Стенд для исследования компрессоров, содержащий привод, мультипликатор, исследуемый компрессор, на входе которого установлен мерный коллектор и успокоительная камера с выравнивающим устройством, а на выходе - воздухосборник, дроссельное устройство и выходной трубопровод, отличающийся тем, что дроссельное устройство выполнено в виде части выходного трубопровода, имеющего коллектор, при этом в коллекторе или части выходного трубопровода выполнены отверстия и сообщены с полостью выходного трубопровода, а сам коллектор соединен с регулируемым источником подвода рабочего тела высокого давления.
2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что коллектор дроссельного устройства расположен снаружи или внутри части выходного трубопровода.
3. Стенд по п.1, отличающийся тем, что по периметру коллектора или части выходного трубопровода выполнены отверстия.
4. Стенд по п.3, отличающийся тем, что отверстия, выполненные по периметру коллектора или части выходного трубопровода, расположены в виде одного или нескольких поясов.
5. Стенд по п.3, отличающийся тем, что отверстия, выполненные по периметру коллектора или части выходного трубопровода, расположены под углом к оси выходного трубопровода.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004117947/06A RU2253854C1 (ru) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Стенд для исследования компрессоров |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004117947/06A RU2253854C1 (ru) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Стенд для исследования компрессоров |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2253854C1 true RU2253854C1 (ru) | 2005-06-10 |
Family
ID=35834602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004117947/06A RU2253854C1 (ru) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Стенд для исследования компрессоров |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2253854C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2470281C2 (ru) * | 2008-09-09 | 2012-12-20 | Анеком Аэротест Гмбх | Испытательное устройство для испытания компрессора авиационного двигателя |
| RU2522230C1 (ru) * | 2013-05-15 | 2014-07-10 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Способ испытания компрессора и установка для испытания |
| CN110398611A (zh) * | 2019-07-01 | 2019-11-01 | 天津大学 | 低速二冲程船用柴油机气缸稳态流动测试装置与方法 |
-
2004
- 2004-06-16 RU RU2004117947/06A patent/RU2253854C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2470281C2 (ru) * | 2008-09-09 | 2012-12-20 | Анеком Аэротест Гмбх | Испытательное устройство для испытания компрессора авиационного двигателя |
| RU2522230C1 (ru) * | 2013-05-15 | 2014-07-10 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Способ испытания компрессора и установка для испытания |
| CN110398611A (zh) * | 2019-07-01 | 2019-11-01 | 天津大学 | 低速二冲程船用柴油机气缸稳态流动测试装置与方法 |
| CN110398611B (zh) * | 2019-07-01 | 2021-04-20 | 天津大学 | 低速二冲程船用柴油机气缸稳态流动测试装置与方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10794290B2 (en) | Intercooled cooled cooling integrated air cycle machine | |
| EP2803845B1 (en) | Heat exchange arrangement | |
| US11208913B2 (en) | Gas turbine engine having minimum cooling airflow | |
| CN107023331B (zh) | 进入腔中的冷却流的被动流调节 | |
| WO2018089458A1 (en) | Intercooled cooled cooling integrated air cycle machine | |
| JPS64564B2 (ru) | ||
| CA1060265A (en) | Variable output centrifugal pump | |
| RU2253854C1 (ru) | Стенд для исследования компрессоров | |
| US4445815A (en) | Temperature regulation of air cycle refrigeration systems | |
| US20230287807A1 (en) | Apparatus and Method for Controlling a Gas Stream Temperature or Rate of Temperature Change | |
| US4415307A (en) | Temperature regulation of air cycle refrigeration systems | |
| JPH0559901A (ja) | タービンのバランスピストン | |
| US3096785A (en) | Pipe line pump | |
| EP3483418B1 (en) | Intercooled cooled cooling integrated air cycle machine | |
| WO2017038371A1 (ja) | ガスタービン及びガスタービンの運転方法 | |
| US10767910B2 (en) | Refrigeration cycle ejector power generator | |
| RU2170192C2 (ru) | Система кондиционирования воздуха на самолете | |
| RU2246045C1 (ru) | Способ регулирования расхода воздуха центробежного компрессора и устройство для его осуществления | |
| US3006143A (en) | Gas turbine fuel control | |
| JP2001304713A (ja) | 空気調和装置および開閉弁 | |
| GB2399396A (en) | Bypass valve for a recuperator | |
| US11261796B2 (en) | Air turbine starter air valve | |
| KR100384051B1 (ko) | 가스 순환용 밀폐형 압축기 | |
| Moore et al. | Tutorial on centrifugal compressor surge control | |
| SU821868A1 (ru) | Ограничитель скорости вращени ТуРбОХОлОдильНиКА |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140617 |