RU2382909C2 - Способ диагностики помпажа компрессора - Google Patents
Способ диагностики помпажа компрессора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2382909C2 RU2382909C2 RU2008119292/06A RU2008119292A RU2382909C2 RU 2382909 C2 RU2382909 C2 RU 2382909C2 RU 2008119292/06 A RU2008119292/06 A RU 2008119292/06A RU 2008119292 A RU2008119292 A RU 2008119292A RU 2382909 C2 RU2382909 C2 RU 2382909C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compressor
- surging
- stalling
- diagnostics
- surge
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Supercharger (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам диагностики помпажа и может быть использовано в области газотурбинного двигателестроения в системах автоматизированного управления авиационными газотурбинными двигателями для выявления и предупреждения помпажа компрессора. Техническим результатом изобретения является исключение возможности получения ложных выводов о наличии помпажа компрессора авиационного газотурбинного двигателя. Технический результат достигается за счет использования для диагностики помпажа комплекса параметров, одновременное интенсивное изменение которых происходит только в случае помпажа, тогда как при изменении режима работы двигателя комплексного изменения этих параметров не происходит. Способ диагностики помпажа компрессора включает измерение давления за компрессором и частоты вращения ротора компрессора, вычисление значения производной по времени давления за компрессором и сравнение ее с заданным пороговым значением с учетом знака. Новым в заявляемом способе является то, что дополнительно измеряют температуру газов за турбиной, вычисляют значение отношения температуры газов за турбиной к частоте вращения ротора компрессора и сравнивают его с пороговым значением, вывод о наличии помпажа делают в случае одновременного превышения значениями производной по времени давления за компрессором и отношения температуры газов за турбиной к частоте вращения ротора компрессора своих пороговых значений. 5 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к способам диагностики помпажа и может быть использовано в области газотурбинного двигателестроения в системах автоматизированного управления авиационными газотурбинными двигателями для выявления и предупреждения помпажа компрессора.
Известен способ диагностики помпажа компрессора [патент США №4.083.235, апрель, 1978], при котором измеряют температуру газов перед турбиной и частоту вращения ротора компрессора. Поскольку при развитии срыва потока в компрессоре, как предвестника помпажа, возрастает температура газов перед турбиной и снижается частота вращения ротора, то вывод о развитии помпажа в компрессоре делают в случае превышения порогового значения отношения температуры газов перед турбиной к частоте вращения ротора.
Однако измерение температуры газов перед турбиной в большинстве современных авиационных газотурбинных двигателей не представляется возможным из-за высокой температуры газов. Недостатком способа также является то, что отношение температуры газов перед турбиной к частоте вращения ротора может превысить пороговое значение при изменении режима работы двигателя, например, при дросселировании, на основании чего может быть сделан ложный вывод о наличии помпажа.
Известен способ диагностики помпажа компрессора [Чигрин B.C. Конструкция турбовального газотурбинного двигателя Д-136. Харьков: ХВВАИУ, 1989. - 143 с.], при котором измеряют давление за компрессором, вычисляют величину изменения давления за компрессором ГТД, которая определяется как производная давления за компрессором по времени, и, в случае превышения полученной величиной порогового значения, делают вывод о развитии помпажа компрессора.
Недостатком такого способа является то, что он позволяет устанавливать наличие помпажа уже при фактическом наступлении помпажного режима работы компрессора, так как пороговое значение назначают достаточно высоким (в приведенном примере оно составляет 8 с-1). Снижение порогового значения для более ранней диагностики помпажа может привести к получению ложных выводов о наличии помпажа при изменении режимов работы двигателя (например, при сбросе газа тоже происходит уменьшение давления за компрессором).
Также известен способ диагностики помпажа компрессора [патент РФ 2263234 С1, опубл. 27.10.2005, бюл. №30], при котором измеряют давление на входе, давление за компрессором и частоту вращения ротора, определяют знаки и величину производных по времени от этих параметров, сравнивают каждую производную со своим пороговым значением. Вывод о наличии развития помпажа делают в случае превышения производными своих пороговых значений. Поскольку изменение параметров может происходить со сдвигом во времени, то при превышении порогового значения одной производной ожидают, когда значения остальных производных превысят свои пороговые значения, и только тогда делают вывод о наличии помпажа. Этот способ позволяет делать вывод о развитии помпажа уже во время первого помпажного колебания.
Однако при использовании этого способа для авиационного газотурбинного двигателя в случае изменения режима работы, например, при сбросе газа, производные давления за компрессором и частоты вращения ротора также могут превысить свои пороговые значения. Третий параметр - давление на входе в компрессор, не является показательным, поскольку зависит не только от режима работы двигателя, но и от большого числа факторов, определяемых высотой и скоростью полета летательного аппарата. Следовательно, при использовании этого способа для авиационного газотурбинного двигателя также могут быть получены ложные выводы о наличии помпажа.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является исключение возможности получения ложных выводов о наличии помпажа компрессора авиационного газотурбинного двигателя. Предполагаемый технический результат достигается за счет использования для диагностики помпажа комплекса параметров, одновременное интенсивное изменение которых происходит только в случае помпажа, тогда как при изменении режима работы двигателя комплексного изменения этих параметров не происходит.
Поставленная задача решается тем, что способ диагностики помпажа компрессора включает измерение давления за компрессором и частоты вращения ротора компрессора, вычисление значения производной по времени давления за компрессором и сравнение ее с заданным пороговым значением с учетом знака.
Новым в заявляемом способе является то, что дополнительно измеряют температуру газов за турбиной, вычисляют значение отношения температуры газов за турбиной к частоте вращения ротора компрессора и сравнивают его с пороговым значением, вывод о наличии помпажа делают в случае одновременного превышения значениями производной по времени давления за компрессором и отношения температуры газов за турбиной к частоте вращения ротора компрессора своих пороговых значений.
На прилагаемых чертежах изображено:
фиг.1 - график изменения частоты вращения ротора компрессора;
фиг.2 - график изменения давления за компрессором;
фиг.3 - график изменения температуры газа за турбиной;
фиг.4 - график изменения производной давления за компрессором;
фиг.5 - график изменения отношения температуры газов за турбиной к частоте вращения ротора компрессора.
Заявляемый способ осуществляется следующим образом.
Измеряют давление за компрессором и частоту вращения ротора компрессора. Вычисляют значение производной по времени давления за компрессором. Сравнивают ее с пороговым значением. Измеряют температуру газов за турбиной. Вычисляют отношение температуры газов за турбиной к частоте вращения ротора компрессора. Сравнивают его с пороговым значением. Делают вывод о наличии развития помпажа в случае одновременного превышения величинами производной по времени давления за компрессором и отношения температуры газов за турбиной к частоте вращения ротора компрессора своих пороговых значений.
Пример конкретного выполнения способа.
В рассматриваемом примере работы реального газотурбинного двигателя с заданной периодичностью Δτ измеряют текущие значения параметров: давления за компрессором рk (фиг.1), частоты вращения ротора nТК (фиг.2) и температуры газов за турбиной 
(фиг.3). Регистрация осуществляется 13 раз в секунду, интервал измерения Δτ=0,077 с. На фиг.1-3 видно одновременное интенсивное изменение всех параметров на 0,5 с после начала измерений, что характерно для начала развития помпажа.
Далее определяют изменение давления Δpk за время Δτ, вычисляют значения производной по времени давления за компрессором 
(фиг.4) и отношение температуры газов за турбиной к частоте вращения ротора компрессора 
(фиг.5). На графиках видно, что через 0,16 с после начала изменения всех параметров происходит превышение величинами производной по времени давления за компрессором и отношения температуры газов за турбиной к частоте вращения ротора компрессора заданных пороговых значений. На основании чего делается вывод о наличии помпажа компрессора.
В приведенном примере пороговое значение производной изменения давления ±2,5 c-1, пороговое значение отношения температуры газов за турбиной к частоте вращения ротора компрессора определяется как +5%.
Пороговые значения и определяют и задают при наладке системы по результатам испытаний двигателя. При этом пороговое значение может назначаться сравнительно невысоким, так как ложные сигналы о возникновении помпажа блокируются условием увеличения отношения , которое возникает раньше, чем разовьется помпаж компрессора.
Claims (1)
- Способ диагностики помпажа турбокомпрессора ГТД, при котором измеряют давление за компрессором, частоту вращения ротора турбокомпрессора, вычисляют значение производной давления за компрессором по времени, сравнивают с заданным пороговым значением с учетом знака, делают вывод о наличии развития помпажа, отличающийся тем, что дополнительно измеряют температуру газов за турбиной, вычисляют значение отношения температуры газов за турбиной к частоте вращения ротора турбокомпрессора, сравнивают его с пороговым значением, вывод о наличии развития помпажа делают в случае превышения значениями производной давления за компрессором по времени и отношения температуры газов за турбиной к частоте вращения ротора компрессора заданных пороговых значений.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008119292/06A RU2382909C2 (ru) | 2008-05-15 | 2008-05-15 | Способ диагностики помпажа компрессора |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008119292/06A RU2382909C2 (ru) | 2008-05-15 | 2008-05-15 | Способ диагностики помпажа компрессора |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008119292A RU2008119292A (ru) | 2009-11-27 |
| RU2382909C2 true RU2382909C2 (ru) | 2010-02-27 |
Family
ID=41476134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008119292/06A RU2382909C2 (ru) | 2008-05-15 | 2008-05-15 | Способ диагностики помпажа компрессора |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2382909C2 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107917094A (zh) * | 2016-10-08 | 2018-04-17 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 一种高炉鼓风机防喘振控制方法 |
| CN107920764A (zh) * | 2015-07-17 | 2018-04-17 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于评估脉管的设备、系统和方法 |
| RU2751467C1 (ru) * | 2020-10-29 | 2021-07-14 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ оперативного диагностирования предпомпажного состояния газотурбинных двигателей воздушных судов |
| RU2773588C1 (ru) * | 2021-07-13 | 2022-06-06 | Александр Анатольевич Романов | Способ спектральной оценки возникновения предпомпажного состояния газотурбинных двигателей воздушных судов |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103216461B (zh) * | 2013-04-17 | 2016-01-13 | 南京航空航天大学 | 轴流式压气机的失速先兆识别方法 |
| CN114542273A (zh) * | 2020-11-25 | 2022-05-27 | 长城汽车股份有限公司 | 喘振控制方法、系统、动力设备和车辆 |
| CN114151320B (zh) * | 2021-10-20 | 2023-06-13 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种压气机流动系统失稳的识别算法 |
-
2008
- 2008-05-15 RU RU2008119292/06A patent/RU2382909C2/ru active
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107920764A (zh) * | 2015-07-17 | 2018-04-17 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于评估脉管的设备、系统和方法 |
| CN107920764B (zh) * | 2015-07-17 | 2021-09-21 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于评估脉管的设备、系统和方法 |
| CN107917094A (zh) * | 2016-10-08 | 2018-04-17 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 一种高炉鼓风机防喘振控制方法 |
| CN107917094B (zh) * | 2016-10-08 | 2019-07-19 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 一种高炉鼓风机防喘振控制方法 |
| RU2751467C1 (ru) * | 2020-10-29 | 2021-07-14 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ оперативного диагностирования предпомпажного состояния газотурбинных двигателей воздушных судов |
| RU2773588C1 (ru) * | 2021-07-13 | 2022-06-06 | Александр Анатольевич Романов | Способ спектральной оценки возникновения предпомпажного состояния газотурбинных двигателей воздушных судов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008119292A (ru) | 2009-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2382909C2 (ru) | Способ диагностики помпажа компрессора | |
| CN103052767B (zh) | 检测影响涡轮发动机压缩机的旋转失速的方法及装置 | |
| EP2728142B1 (en) | Turbocharger bearing health monitor | |
| US20060283190A1 (en) | Engine status detection with external microphone | |
| US9840935B2 (en) | Rotating machinery monitoring system | |
| CN110131034A (zh) | 发动机涡轮增压器超速诊断方法以及诊断系统和车辆 | |
| US20060120197A1 (en) | Method and apparatus for determining an operating status of a turbine engine | |
| Young et al. | Stall warning by blade pressure signature analysis | |
| CN105829983B (zh) | 用于检测机器的当前的损伤状态的设备以及方法 | |
| FR2983528A1 (fr) | Methode de surveillance d'une chaine de mesure d'un turboreacteur | |
| US20150219516A1 (en) | Method and system for detecting a flow blockage in a pipe | |
| EP3018357B1 (en) | Compressor monitoring method, apparatus and computer readable medium | |
| RU2513054C1 (ru) | Способ оценки изменений технического состояния газотурбинного двигателя и определения мест и причин неисправностей в процессе эксплуатации | |
| CN103452642A (zh) | 用于诊断用于内燃机的增压装置的循环空气推进阀的方法和装置 | |
| Christensen et al. | Development and demonstration of a stability management system for gas turbine engines | |
| EP2672075A1 (en) | Method and system for determining creep capability of turbine components prior to operation | |
| RU2517264C2 (ru) | Способ диагностики технического состояния авиационных газотурбинных двигателей | |
| RU2527850C1 (ru) | Способ диагностики помпажа компрессора газотурбинного двигателя | |
| EP1837506A3 (en) | Monitoring gas turbine engines | |
| CN109711000A (zh) | 一种基于试车数据的航空发动机起动故障诊断方法 | |
| RU2316678C1 (ru) | Способ диагностики неустойчивой работы компрессора газотурбинного двигателя на запуске | |
| RU2403548C1 (ru) | Способ контроля технического состояния газотурбинной установки | |
| Stößel et al. | Rotating stall inception inside the low pressure compressor of a twin-spool turbofan engine | |
| WO2018127598A1 (en) | Method to detect faults in boost system of a turbocharged engine | |
| WO1996034207A1 (en) | Compressor stall diagnostics and avoidance |