RU2320957C1 - Method of detecting torque and bending displacements of faces of blades of compressor wheel - Google Patents
Method of detecting torque and bending displacements of faces of blades of compressor wheel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2320957C1 RU2320957C1 RU2006123601/28A RU2006123601A RU2320957C1 RU 2320957 C1 RU2320957 C1 RU 2320957C1 RU 2006123601/28 A RU2006123601/28 A RU 2006123601/28A RU 2006123601 A RU2006123601 A RU 2006123601A RU 2320957 C1 RU2320957 C1 RU 2320957C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compressor
- stator
- blades
- eddy current
- rotor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного обнаружения крутильных и изгибных смещений торцов лопаток рабочего колеса осевого компрессора при исследовании в нем срывных явлений, например срывного флаттера.The invention relates to measuring technique and can be used for non-contact detection of torsional and bending displacements of the ends of the blades of the impeller of an axial compressor when examining stall phenomena, for example, stall flutter.
Способ позволяет обнаруживать смещение торцов лопаток относительно квазистатического, регулярно повторяющегося его положения, предписанного принципом действия осевого компрессора при аналогичных параметрах режима работы, но без срывных явлений.The method allows to detect the displacement of the ends of the blades relative to the quasistatic, regularly repeating its position, prescribed by the principle of operation of the axial compressor with the same parameters of the operating mode, but without stalling phenomena.
Целью предлагаемого изобретения является упрощение технических средств бесконтактного измерения смещений торцов лопаток компрессора, снижение числа установочных отверстий и площади нарушенной поверхности статора, необходимой для установки преобразователей, повышение информативности измерений за счет учета большего числа координатных составляющих пространственных смещений торцов лопаток.The aim of the invention is to simplify the technical means of non-contact measurement of the displacements of the ends of the compressor blades, reduce the number of mounting holes and the area of the broken stator surface necessary for the installation of converters, increase the information content of measurements by taking into account a larger number of coordinate components of the spatial displacements of the ends of the blades.
Известен способ измерения параметров движения торцов лопаток ротора турбомашины и устройство для его реализации [Патент 2231750 РФ, МПК G01В 7/14, 7/30, G01Р 3/50 - №2001128250/28; Способ измерения параметров движения торцов лопаток ротора турбомашины и устройство для его реализации / Боровик С.Ю., Райков Б.К., Секисов Ю.Н., Заявл. 18.10.2001; опубл. 27.06.2004, бюл. №18], заключающийся в том, что с торцами лопаток ротора работающей турбомашины вводят во взаимодействие один дифференциальный вихретоковый преобразователь с двумя чувствительными элементами, выполненными в виде отрезка проводника, и по параметрам выходного сигнала преобразователя оценивают линейную скорость, период вращения ротора, осевое смещение ротора, угол раскрутки пера лопатки относительно начальной установки, зазор между торцом лопатки и торцом преобразователя. Недостатком указанного способа является то, что он не позволяет определить составляющую изгибного смещения лопатки вдоль оси вращения ротора турбомашины.A known method of measuring the motion parameters of the ends of the blades of a rotor of a turbomachine and a device for its implementation [Patent 2231750 RF, IPC G01В 7/14, 7/30, G01Р 3/50 - No. 2001128250/28; A method of measuring the motion parameters of the ends of the blades of a rotor of a turbomachine and a device for its implementation / Borovik S.Yu., Raikov B.K., Sekisov Yu.N. 10/18/2001; publ. 06/27/2004, bull. No. 18], which consists in the fact that with the ends of the rotor blades of a working turbomachine one differential eddy current transducer is brought into interaction with two sensitive elements made in the form of a conductor section, and linear speed, rotor rotation period, rotor axial displacement are estimated by the converter output signal parameters , the angle of rotation of the pen blade relative to the initial installation, the gap between the end face of the blade and the end face of the Converter. The disadvantage of this method is that it does not allow to determine the component of the bending displacement of the blades along the axis of rotation of the rotor of the turbomachine.
Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому изобретению являются способы измерения многомерных перемещений и обнаружения колебаний торцов лопаток ротора турбомашины [Патент 2272990 РФ, МПК G01В 7/14 - №2002117185/28; Способ измерения многомерных перемещений и обнаружения колебаний торцов лопаток ротора турбомашины / Боровик С.Ю., Райков Б.К., Секисов Ю.Н. и др., Заявл. 27.06.2002; опубл. 27.03.2006, бюл. №9; С.Ю.Боровик, Б.К.Райков, Ю.Н.Секисов, О.П.Скобелев, В.В.Тулупова Метод квазипараллельных измерений и вычислений координатных составляющих многомерных перемещений торцов лопаток // Проблемы управления и моделирования в сложных системах / Труды V Международной конференции, Самара, Россия, 17-21 июня 2003. - Самара: Самарский научный центр РАН, 2003. - с.506-511], заключающиеся в том, что на статоре турбомашины определенным образом устанавливают композицию из трех одновитковых вихретоковых преобразователей и по значениям выходных сигналов всех преобразователей, полученных одновременно для определенного момента времени, путем решения системы из трех уравнений, полученных на основе семейств градуировочных характеристик преобразователей, получают оценку смещений торцов лопаток в радиальном, осевом направлениях и в направлении вращения ротора турбомашины. Недостатком указанного способа является то, что его реализация предусматривает установку трех вихретоковых преобразователей в ограниченном пространстве и требует выполнения соответствующего числа установочных отверстий, что негативно сказывается на прочности и надежности конструкции исследуемой установки. Кроме того, известный способ не позволяет определить крутильную (угловую) составляющую смещения торца лопатки, представляющую интерес для исследователей срывных явлений в компрессоре (например, срывного флаттера лопатки компрессора). Необходимо также отметить, что погрешность установки вихретоковых преобразователей относительно друг друга на статоре компрессора относительно их взаимоположения при градуировке, приводит к дополнительной погрешности измерения искомых параметров.The closest in technical essence to the present invention are methods for measuring multidimensional displacements and detecting vibrations of the ends of the blades of a turbomachine rotor [RF Patent 2272990, IPC G01B 7/14 - No. 2002117185/28; A method of measuring multidimensional movements and detecting vibrations of the ends of the blades of a rotor of a turbomachine / Borovik S.Yu., Raikov B.K., Sekisov Yu.N. et al. 06/27/2002; publ. 03/27/2006, bull. No. 9; S.Yu. Borovik, B.K. Raikov, Yu.N. Sekisov, O.P. Skobelev, V.V. Tulupova The method of quasi-parallel measurements and calculation of coordinate components of multidimensional displacements of the ends of the blades // Problems of control and modeling in complex systems / Proceedings of the V International Conference, Samara, Russia, June 17-21, 2003. - Samara: Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2003. - p. 506-511], consisting in the fact that a composition of three single-turn eddy-current transducers is installed in a certain way on the turbomachine stator and according to the values of the output signals of all For the results obtained simultaneously for a certain point in time, by solving a system of three equations obtained on the basis of the families of calibration characteristics of the transducers, an estimate of the displacements of the ends of the blades in the radial, axial directions and in the direction of rotation of the rotor of the turbomachine is obtained. The disadvantage of this method is that its implementation involves the installation of three eddy current transducers in a limited space and requires the execution of the corresponding number of mounting holes, which negatively affects the strength and reliability of the design of the installation under study. In addition, the known method does not allow to determine the torsional (angular) component of the displacement of the end faces of the blades, which is of interest to researchers stall phenomena in the compressor (for example, stall flutter of the compressor blades). It should also be noted that the error in the installation of eddy current transducers relative to each other on the compressor stator relative to their relative positions during calibration leads to an additional measurement error of the desired parameters.
Известно также устройство, в котором три чувствительных элемента одновитковых вихретоковых преобразователей совмещены в одном корпусе [Б.К.Райков. Кластерный вихретоковый датчик для измерения смещений торцов лопастей винтовентилятора по трем координатам // Проблемы управления и моделирования в сложных системах / Труды VII Международной конференции, Самара, Россия, 27 июня - 1 июля 2005. - Самара: Самарский научный центр РАН, 2005. - с.189-192], что позволяет сохранять взаимное положение чувствительных элементов вихретоковых преобразователей и на исследуемом объекте и на градуировочной установке. Применение кластерного преобразователя обеспечивает уменьшение числа установочных отверстий в статорной оболочке турбомашины при снижении их площади. Относительное положение чувствительных элементов образует фигуру равностороннего треугольника. Однако устройство ориентировано на измерение только линейных координат смещений (X, Y, Z).A device is also known in which three sensing elements of single-turn eddy current transducers are combined in one housing [B.K. Raikov. Cluster eddy current sensor for measuring the displacements of the ends of the fan-fan blades in three coordinates // Control and modeling problems in complex systems / Proceedings of the VII International Conference, Samara, Russia, June 27 - July 1, 2005. - Samara: Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2005. - p. .189-192], which allows you to maintain the relative position of the sensitive elements of the eddy current transducers both on the studied object and on the calibration installation. The use of a cluster converter reduces the number of mounting holes in the stator shell of a turbomachine while reducing their area. The relative position of the sensing elements forms the figure of an equilateral triangle. However, the device is focused on measuring only the linear coordinates of the displacements (X, Y, Z).
Предлагается способ обнаружения как крутильных, так и изгибных смещений торцов лопаток рабочего колеса осевого компрессора при исследовании в нем срывных явлений, например срывного флаттера, который заключается в том, что то с торцом каждой лопатки работающего компрессора вводят во взаимодействие кластерный одновитковый вихретоковый преобразователь с тремя чувствительными элементами в виде линейных отрезков проводников, расположенными в плоскости торца преобразователя таким образом, что проводники образуют равносторонний треугольник. Кластерный одновитковый вихретоковый преобразователь устанавливают на статоре осевого компрессора таким образом, что положение одного чувствительного элемента оказывается совпадающим с направлением оси вращения компрессора.A method is proposed for detecting both torsional and bending displacements of the ends of the blades of the impeller of an axial compressor when examining stall phenomena, for example, a shear flutter, which consists in the fact that a single-turn eddy current transducer with three sensitive elements in the form of linear segments of conductors located in the plane of the end face of the transducer so that the conductors form an equilateral triangular nick. A single-turn cluster eddy current transducer is installed on the stator of the axial compressor in such a way that the position of one sensitive element is the same as the direction of the axis of rotation of the compressor.
Чувствительные элементы кластерного вихретокового преобразователя включают через согласующие трансформаторы в составе преобразователя в измерительные цепи измерительных каналов. Импульсный опрос измерительных цепей производится одновременно один раз за оборот ротора компрессора в момент, когда центр замка лопатки оказывается под началом системы отсчета, соответствующей геометрическому центру треугольника, образованного чувствительными элементами кластерного вихретокового преобразователя. Опрашиваются все измерительные каналы кластерного вихретокового преобразователя одновременно и фиксируются соответствующие цифровые коды C1, C2 и С3.Sensitive elements of the cluster eddy current transducer include through matching transformers in the transducer in the measuring circuit of the measuring channels. Pulse interrogation of the measuring circuits is carried out simultaneously once per revolution of the compressor rotor at the moment when the center of the blade lock is under the start of the reference system corresponding to the geometric center of the triangle formed by the sensitive elements of the cluster eddy current transducer. All measuring channels of the cluster eddy current transducer are interrogated simultaneously and the corresponding digital codes C 1 , C 2 and C 3 are recorded.
Результаты преобразования выходных параметров кластерного вихретокового преобразователя (коды C1, C2 и С3) дополняют результатом моделирования радиального смещения Yл (радиального зазора). При возникновении срывных явлений изменения Yл сравнительно невелики. Их моделирование производится на основе расчета упругих и термических деформаций ротора и статора осевого компрессора по измеренным с помощью аппаратно-программных средств, входящих в состав стендового оборудования, значениям частоты вращения ротора компрессора, температуры рабочего тела (газа) в ступени компрессора и температуре статора компрессора.The results of the conversion of the output parameters of the cluster eddy current transducer (codes C 1 , C 2 and C 3 ) are supplemented by the result of modeling the radial displacement Y l (radial clearance). In the event of stall phenomena Y L changes are relatively minor. Their modeling is based on the calculation of the elastic and thermal deformations of the rotor and stator of the axial compressor according to the values of the compressor rotor speed, temperature of the working fluid (gas) in the compressor stage and the temperature of the compressor stator measured using the hardware and software included in the bench equipment.
По найденным значениям цифровых кодов C1, C2 и С3, и результату моделирования Yл, путем решения системы из трех уравнений, полученных на основе семейств градуировочных характеристик измерительных каналов кластерного вихретокового преобразователя, снятых предварительно перед испытаниями, определяют фактические на момент опроса измерительных каналов значения угла разворота торца каждой лопатки (φл), смещение его в осевом направлении (Хл) и в направлении вращения (Zл).Based on the found values of the digital codes C 1 , C 2 and C 3 , and the simulation result Y l , by solving a system of three equations obtained on the basis of the families of calibration characteristics of the measuring channels of the cluster eddy current transducer taken previously before the tests, the actual ones channels the values of the angle of rotation of the end face of each blade (φ l ), its displacement in the axial direction (X l ) and in the direction of rotation (Z l ).
На фиг.1 представлена схематически ступень осевого компрессора система отсчета (X, Y, Z), где 1 - вал ротора осевого компрессора, 2 - ступица колеса, 3 - диск колеса ротора, 4 - лопатка, 5 - статор. В некоторый фиксированный момент времени ti материальная точка М, которая находится на торцевой поверхности и оси разворота лопатки, совмещается с осью Y координатной системы XYZ, начало отсчета которой (0) находится на поверхности неподвижного статора, а сама система жестко связана со статором. Именно в этот момент и производится фиксация кодов C1, C2 и С3.Figure 1 shows schematically the stage of the axial compressor reference system (X, Y, Z), where 1 is the rotor shaft of the axial compressor, 2 is the wheel hub, 3 is the disk of the rotor wheel, 4 is the blade, 5 is the stator. At some fixed point in time t i, the material point M, which is located on the end surface and the axis of rotation of the blade, is aligned with the Y axis of the XYZ coordinate system, the origin of which (0) is on the surface of the fixed stator, and the system itself is rigidly connected to the stator. It is at this moment that the codes C1, C2 and C3 are fixed.
На фиг.2 представлена схема, поясняющая размещение кластерного одновиткового вихретокового преобразователя на статоре осевого компрессора, где 3 - диск колеса осевого компрессора, 4 - лопатка, 5 - статор, 6, 7, 8 - первый, второй и третий чувствительные элементы кластерного одновиткового вихретокового датчика соответственно.Figure 2 presents a diagram explaining the placement of a single-turn cluster eddy current transducer on an axial compressor stator, where 3 is an axial compressor wheel disk, 4 is a blade, 5 is a stator, 6, 7, 8 are the first, second and third sensitive elements of a single-turn eddy current cluster sensor accordingly.
На фиг.3 представлена диаграмма, поясняющая этапы обнаружения крутильных и изгибных смещений торцов лопаток рабочего колеса осевого компрессора при исследованиях срывных явлений, где τр - период вращения ротора компрессора, tгц1, tгц2, ..., tгцnл - моменты времени, соответствующие прохождению центрами замков лопаток геометрического центра треугольника, образованного чувствительными элементами кластерного вихретоковоо преобразователя.Fig. 3 is a diagram explaining the steps of detecting torsional and bending displacements of the ends of the blades of the impeller of an axial compressor in the study of stall phenomena, where τ p is the period of rotation of the compressor rotor, t Hz1 , t Hz2 , ..., t Hznl are times corresponding to the passage of the centers of the locks of the blades of the geometric center of the triangle formed by the sensitive elements of the cluster eddy current transducer.
На фиг.4 представлены временные диаграммы, поясняющие опрос измерительных каналов кластерного одновиткового вихретокового преобразователя, где SYNC - импульс синхронизации, поступающий от стандартного датчика частоты вращения, входящего в состав стендового оборудования, С1, C2, С3 - коды, полученные в результате аналого-цифрового преобразования естественных выходных сигналов (индуктивностей) кластерного вихретокового преобразователя, tгц1, tгц2, ..., tгцi..., tгцnл - моменты времени, соответствующие прохождению центрами замков лопаток 1, 2, ..., i, ..., nл под геометрическим центром треугольника, образованного чувствительными элементами кластерного вихретокового преобразователя.Figure 4 presents time charts explaining the interrogation of the measuring channels of a single-turn cluster eddy current transducer, where SYNC is the synchronization pulse received from the standard speed sensor included in the bench equipment, C 1 , C 2 , C 3 are the codes obtained as a result analog-to-digital conversion of the natural output signals (inductances) of the cluster eddy current transducer, t gc1 , t gc2 , ..., t gci ..., t gcnl - time points corresponding to the passage of the centers of the locks of the
Обнаружение крутильных и изгибных смещений торцов лопаток рабочего колеса осевого компрессора при исследованиях срывных явлений (например, срывного флаттера) предлагаемым способом осуществляется следующим образом. После подачи команды, инициирующей процесс измерения, по временному интервалу между двумя соседними импульсами датчика частоты вращения, входящего в состав стендового оборудования определяют период вращения ротора осевого компрессора τp и рассчитывают моменты времени фиксации результатов преобразования всех параметров кластерного одновиткового вихретокового преобразователя, соответствующие моментам прохождения центрами замков лопаток tгц1, tгц2, ..., tгцnл (nл - число лопаток осевого компрессора) геометрического центра треугольника, образованного чувствительными элементами кластерного вихретокового преобразователя.The detection of torsional and bending displacements of the ends of the blades of the impeller of an axial compressor in the study of stall phenomena (for example, stall flutter) by the proposed method is as follows. After giving the command that initiates the measurement process, the rotation period of the rotor of the axial compressor τ p is determined from the time interval between two adjacent pulses of the rotational speed sensor included in the bench equipment and the time moments of fixing the conversion results of all the parameters of the cluster single-turn eddy-current transducer corresponding to the moments of passage through the centers are calculated lock blades Hz1 t, t Hz2, ..., t gtsnl (n l - number of axial compressor blades), the geometric center of the triangle Formed by the eddy current sensing elements clustered converter.
Каждый импульс опроса обеспечивает подачу питания трех измерительных цепей с чувствительными элементами кластерного одновиткового вихретокового преобразователя и запускает процесс преобразования их выходных параметров в напряжения и далее - в цифровые коды C1, C2, С3 (фиг.4).Each polling pulse provides power to three measuring circuits with sensitive elements of a single-turn cluster eddy current transducer and starts the process of converting their output parameters to voltages and then to digital codes C 1 , C 2 , C 3 (Fig. 4).
Учет неизмеряемой величины радиального зазора между торцом лопатки и статором осевого компрессора (Yл), влияющего на результат измерения углового смещения торца лопатки (φл), смещения его в осевом направлении (Хл) и в направлении вращения ротора (Zл), осуществляется путем моделирования деформаций ротора и статора осевого компрессора под действием центробежной силы и температуры рабочего тела (газа) внутри ступени компрессора. Моделирование осуществляется на основе информации о частоте вращения ротора компрессора, температуре рабочего тела (газа) внутри ступени компрессора и температуры статора, поступающей от аппаратно-программных средств, входящих в состав стендового оборудования.The unmeasured value of the radial clearance between the blade end and the stator of the axial compressor (Y l ), which affects the result of measuring the angular displacement of the blade end (φ l ), its displacement in the axial direction (X l ) and in the direction of rotation of the rotor (Z l ), is taken into account by modeling the deformation of the rotor and stator of the axial compressor under the action of centrifugal force and temperature of the working fluid (gas) inside the compressor stage. Modeling is based on information about the compressor rotor speed, the temperature of the working fluid (gas) inside the compressor stage, and the stator temperature coming from the hardware and software included in the bench equipment.
Рассмотрим пример вычисления радиального зазора между торцами лопаток и статором осевого компрессора с помощью простейших моделей упругой и термических деформаций элементов конструкции силовой установки.Consider the example of calculating the radial clearance between the ends of the blades and the stator of the axial compressor using the simplest models of elastic and thermal deformations of the structural elements of the power plant.
Пусть проводятся исследования осевого компрессора следующего типоразмера (фиг.1): радиус вала ротора - 0,07 м, радиус ступицы колеса ротора - 0,24 м, радиус диска колеса ротора - 0,35 м, длина лопатки - 0,05 м, внутренний радиус статора - 0,712 м. Предположим, что согласно измерительным данным, полученным от стендовой системы измерения частоты вращения ротора компрессора и температур в газовоздушном тракте и элементах конструкции компрессора, ротор компрессора вращается с частотой 3000 об/мин, а температуры рабочего тела (газа) внутри ступени компрессора и внутренней поверхности статора за время Δt=250 сек уменьшились относительно первоначальных на 50°С и 49°С соответственно.Let the axial compressor of the following size be studied (Fig. 1): the radius of the rotor shaft is 0.07 m, the radius of the hub of the rotor wheel is 0.24 m, the radius of the disk of the rotor wheel is 0.35 m, the length of the blade is 0.05 m, the inner radius of the stator is 0.712 m. Suppose that according to the measurement data obtained from a bench system for measuring the rotor speed of the compressor and temperatures in the gas-air path and compressor design elements, the compressor rotor rotates at a frequency of 3000 rpm and the temperature of the working fluid (gas) inside the compressor stage and the inner surface of the stator for a time Δt = 250 sec decreased relative to the original by 50 ° C and 49 ° C, respectively.
Материал элементов конструкции статора и ротора был выбран идентичным - нержавеющая сталь, и характеризуется следующими параметрами: модуль Юнга - 18 ГПа, плотность - 7900 кг/м3, температурный коэффициент расширения - 11,5·10-61/°С.The material of the structural elements of the stator and rotor was chosen identical - stainless steel, and is characterized by the following parameters: Young's modulus - 18 GPa, density - 7900 kg / m 3 , temperature expansion coefficient - 11.5 · 10 -6 1 / ° С.
Для рассмотренного выше режима работы осевого компрессора, изменение радиального зазора между торцом лопатки и внутренней поверхностью статора обусловлено упругими вытяжками элементов конструкции ротора (ступицы, диска, лопатки, см. фиг.1) под действием центробежной силы, термическим расширением элементов конструкции ротора и статора.For the operating mode of the axial compressor considered above, the change in the radial clearance between the end face of the blade and the inner surface of the stator is due to the elastic hoods of the rotor structure elements (hub, disk, blade, see Fig. 1) under the action of centrifugal force, thermal expansion of the rotor and stator design elements.
Расчет упругой деформации под действием центробежной силы осуществлялся отдельно для ступицы, диска и лопатки ротора осевого компрессора с использованием второго закона Ньютона с последующим интегрированием результатов в соответствии с известными зависимостями механики и теории прочности [Степин П.А. Сопротивление материалов: Учебник для немашиностроительных специальностей вузов. - 7-е изд. - М.: Высш. школа, 1983. - 303 с.]. Для указанного режима работы силовой установки и характеристик материала конструкции элементов ротора компрессора полная упругая деформация элементов ротора осевого компрессора под действием центробежной силы, равная сумме упругих деформаций ступицы, диска и лопатки, составила 0,087 мм.The calculation of elastic deformation under the action of centrifugal force was carried out separately for the hub, disk and rotor blades of the axial compressor using Newton’s second law with subsequent integration of the results in accordance with the known dependences of mechanics and strength theory [Stepin P.A. Resistance of materials: Textbook for non-machine-building specialties of universities. - 7th ed. - M .: Higher. School, 1983. - 303 p.]. For the specified operation mode of the power plant and the characteristics of the construction material of the compressor rotor elements, the total elastic deformation of the rotor elements of the axial compressor under the action of centrifugal force, equal to the sum of the elastic deformations of the hub, disk and blade, was 0.087 mm.
Расчет термической деформации ступицы, диска и лопатки ротора осевого компрессора осуществлялся в предположении о равномерном распределении температуры по объему соответственно ступицы, диска и лопатки методом электротепловых аналогий [Ольсон Г. Динамические аналогии / Пер. с англ. Коробочкина Б.Л. - М.: Иностранная литература, 1947. - 224 с.]. Для указанного режима работы силовой установки и характеристик материала конструкции элементов ротора компрессора полная термическая деформация элементов ротора осевого компрессора, равная сумме термических деформаций ступицы, диска и лопатки, составила 0,237 мм.The calculation of the thermal deformation of the hub, disk and rotor blades of the axial compressor was carried out under the assumption of a uniform temperature distribution over the volume of the hub, disc and blades, respectively, by the method of electrothermal analogies [Olson G. Dynamic analogies / Per. from English Korobochkina B.L. - M .: Foreign literature, 1947. - 224 p.]. For the specified operation mode of the power plant and the characteristics of the construction material of the compressor rotor elements, the total thermal deformation of the rotor elements of the axial compressor, equal to the sum of the thermal deformations of the hub, disk and blade, was 0.237 mm.
Расчет термической деформации внутренней поверхности статора осевого компрессора осуществлялся с помощью упрощенной модели линейного расширения [Яворский Б.М., Селезнев Ю.А. Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования. - М.: Наука, 1989. - 576 с.]. Для указанного режима работы силовой установки и характеристик материала конструкции элементов статора компрессора полная термическая деформация внутренней поверхности статора осевого компрессора составила 0,401 мм.The calculation of thermal deformation of the inner surface of the stator of the axial compressor was carried out using a simplified model of linear expansion [Yavorsky BM, Seleznev Yu.A. A reference guide to physics for applicants to universities and for self-education. - M .: Nauka, 1989. - 576 p.]. For the specified operation mode of the power plant and the characteristics of the construction material of the compressor stator elements, the total thermal deformation of the internal surface of the stator of the axial compressor was 0.401 mm.
Таким образом, согласно проведенным расчетам, радиальный зазор между торцом лопатки ротора и статором осевого компрессора за время, равное Δt, уменьшился на 0,251 мм и составил 1,749 мм (исходная величина зазора составляла 2 мм).Thus, according to the calculations, the radial clearance between the end face of the rotor blade and the stator of the axial compressor for a time equal to Δt decreased by 0.251 mm and amounted to 1.749 mm (the initial clearance was 2 mm).
Фактические на момент опроса значения угла разворота торца каждой лопатки (φл), смещение его в осевом направлении (Хл) и в направлении вращения (Zл) находятся путем решения системы из трех уравнений, полученных на основе снятых экспериментально семейств градуировочных характеристик измерительных каналов, связывающих коды аналого-цифрового преобразования естественных выходных сигналов чувствительных элементов кластерного одновиткового вихретокового преобразователя для контролируемой лопатки (С1, С2, С3), найденные в один и тот же момент времени прохождения ее замка через геометрический центр треугольника, образованного чувствительными элементами кластерного вихретокового преобразователя, с углом разворота торца лопатки (φл), смещением его в осевом направлении (Хл), в радиальном направлении (Yл) и в направлении вращения (Zл):The actual at the time of the survey values of the angle of rotation of the end face of each blade (φ l ), its displacement in the axial direction (X l ) and in the direction of rotation (Z l ) are found by solving a system of three equations obtained on the basis of experimentally measured families of calibration characteristics of the measuring channels linking codes analog-digital conversion of natural output signals of sensors clustered single-turn eddy current transducer for controlled blades (C 1, C 2, C 3), results in the same oment transit time of its lock through the geometric center of the triangle formed by the sensing elements clustered eddy current transducer, an end turning angle of the blade (φ L) and offset it axially (X L) in the radial direction (Y L) and a direction of rotation (Z l ):
Решение системы (1) осуществляется известными численными методами, например методом простых итераций [Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы. - М: Наука, 1989. - 432 с.]The solution of system (1) is carried out by known numerical methods, for example, the method of simple iterations [Samarsky A.A., Gulin A.V. Numerical methods. - M: Science, 1989. - 432 p.]
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006123601/28A RU2320957C1 (en) | 2006-07-03 | 2006-07-03 | Method of detecting torque and bending displacements of faces of blades of compressor wheel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006123601/28A RU2320957C1 (en) | 2006-07-03 | 2006-07-03 | Method of detecting torque and bending displacements of faces of blades of compressor wheel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2320957C1 true RU2320957C1 (en) | 2008-03-27 |
Family
ID=39366372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006123601/28A RU2320957C1 (en) | 2006-07-03 | 2006-07-03 | Method of detecting torque and bending displacements of faces of blades of compressor wheel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2320957C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111060057A (en) * | 2019-12-25 | 2020-04-24 | 贵阳航发精密铸造有限公司 | Turbine blade profile measuring method based on three-coordinate measuring machine |
| CN114777623A (en) * | 2022-05-23 | 2022-07-22 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | Radial line angle ruler for rotor blades of steam turbine set |
| CN114887786A (en) * | 2022-05-11 | 2022-08-12 | 煤科院节能技术有限公司 | Nozzle capable of adjusting fluid flow velocity |
-
2006
- 2006-07-03 RU RU2006123601/28A patent/RU2320957C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111060057A (en) * | 2019-12-25 | 2020-04-24 | 贵阳航发精密铸造有限公司 | Turbine blade profile measuring method based on three-coordinate measuring machine |
| CN111060057B (en) * | 2019-12-25 | 2022-01-28 | 贵阳航发精密铸造有限公司 | Turbine blade profile measuring method based on three-coordinate measuring machine |
| CN114887786A (en) * | 2022-05-11 | 2022-08-12 | 煤科院节能技术有限公司 | Nozzle capable of adjusting fluid flow velocity |
| CN114887786B (en) * | 2022-05-11 | 2023-08-29 | 北京天地融创科技股份有限公司 | Nozzle capable of adjusting fluid flow velocity |
| CN114777623A (en) * | 2022-05-23 | 2022-07-22 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | Radial line angle ruler for rotor blades of steam turbine set |
| CN114777623B (en) * | 2022-05-23 | 2023-12-26 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | Radial angle ruler of turbine unit rotor blade |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chen et al. | Non-contact crack detection of high-speed blades based on principal component analysis and Euclidian angles using optical-fiber sensors | |
| CN110567574B (en) | Method and system for identifying timing vibration parameters of blade end of rotating blade | |
| US9791311B2 (en) | Rotating blade analysis | |
| CA2060261C (en) | System and method for monitoring synchronous blade vibration | |
| Kim et al. | Shape estimation with distributed fiber Bragg grating sensors for rotating structures | |
| Lawson et al. | Tubomachinery blade vibration amplitude measurement through tip timing with capacitance tip clearance probes | |
| Diamond et al. | Improved blade tip timing measurements during transient conditions using a state space model | |
| JP2824523B2 (en) | Method and apparatus for measuring fatigue of vibrating member | |
| US20100179775A1 (en) | Determination of blade vibration frequencies and/or amplitudes | |
| Cao et al. | Rotating blade frequency identification by single-probe blade tip timing | |
| Szczepanik et al. | Application of blade-tip sensors to blade-vibration monitoring in gas turbines | |
| RU2320957C1 (en) | Method of detecting torque and bending displacements of faces of blades of compressor wheel | |
| Zhu et al. | Full-field dynamic strain reconstruction of rotor blades under multi-mode vibration | |
| Zhang et al. | Five dimensional movement measurement method for rotating blade based on blade tip timing measuring point position tracking | |
| Wang et al. | An OPR-free blade tip timing method for rotating blade condition monitoring | |
| Gil-García et al. | Architecture for measuring blade tip clearance and time of arrival with multiple sensors in airplane engines | |
| Mohamed et al. | Determination of simultaneous steady-state movements using blade tip timing data | |
| Mohamed et al. | The determination of steady-state movements using blade tip timing data | |
| Lebold et al. | Using torsional vibration analysis as a synergistic method for crack detection in rotating equipment | |
| Jerzy et al. | Multimode tip-timing analysis of steam turbine rotor blades | |
| Kurkov et al. | Synthesis of blade flutter vibratory patterns using stationary transducers | |
| Fan et al. | An improved multiple per revolution-based blade tip timing method and its applications on large-scale compressor blades | |
| Tamura et al. | Non-contact vibration measurement of the rotor blades that play a pivotal role in the reliability of gas turbines | |
| Chen et al. | Analysis and calibration of blade tip-timing vibration measurement under variable rotating speeds | |
| Zhang et al. | Waveform Prediction of Blade Tip‐Timing Sensor Based on Kriging Model and Static Calibration Data |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180704 |