SU1753318A1

SU1753318A1 - Method for diagnostics of fuel burners

Info

Publication number: SU1753318A1
Application number: SU894724959A
Authority: SU
Inventors: Марк Львович Драновский; Даниил Исаакович Абугов; Владимир Георгиевич Базаров; Владимир Игоревич Жданов; Николай Николаевич Панченко; Валерий Павлович Пикалов
Original assignee: Научно-исследовательский институт химического машиностроения
Priority date: 1989-05-22
Filing date: 1989-05-22
Publication date: 1992-08-07

Abstract

Изобретение относитс к технике стендовых испытаний и предназначено дл неразрушающего контрол и диагностики состо ни форсунок химических реакторов и камер сгорани энергонапр женных теплотехнических установок. Цель изобретени - повышение информативности и достоверности диагностики форсунок. Измерение спектра генерируемых колебаний при пропускании через форсунку под давлением модельной среды, например сжатого газа, и сравнение со спектром колебаний давлени , измеренным дл эталонной форсунки , дает возможность проведени экспресс-диагностики путем оперативного получени данных о состо нии форсунок, а та кже упрощает технологический цикл проведени диагностики. Пропускание модельной среды дл многокомпонентных форсунок последовательно по каждому тракту форсунки и их комбинации повышает достоверность данных о диагностируемых дефектах. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The invention relates to a bench test technique and is intended for non-destructive monitoring and diagnostics of the state of the nozzles of chemical reactors and combustion chambers of power-generating heat engineering units. The purpose of the invention is to increase the information content and reliability of injector diagnostics. Measuring the spectrum of the generated oscillations by passing through a nozzle under the pressure of a model medium, such as compressed gas, and comparing with the spectrum of pressure fluctuations measured for the reference nozzle, makes it possible to carry out rapid diagnostics by quickly obtaining data on the state of the nozzles, and also simplifies the technological cycle diagnostics. The transmission of the model medium for multicomponent nozzles successively along each nozzle path and their combination increases the reliability of data on diagnosed defects. 1 hp f-ly, 1 ill.

Description

Изобретение относитс к технике испытаний и предназначено дл неразрушающего контрол и диагностики Состо ни форсунок химических реакторов и камер сгорани энергонапр женных теплотехнических установок.The invention relates to a test technique and is intended for non-destructive testing and diagnosis of the state of the nozzles of chemical reactors and combustion chambers of power-generating heat engineering installations.

Цель изобретени - повышение информативности и достоверности диагностики форсунок.The purpose of the invention is to increase the information content and reliability of injector diagnostics.

На чертеже представлена схема измерени , реализующа предложенный способ.The drawing shows a measurement circuit that implements the proposed method.

Испытуема форсунка 1 (или блок, составл ющий форсуночную головку) подсоединена к системе 2 питани модельной сжим.чемой жидкости или газа под давлением , к корпусу форсунки 1 жестко подсоединен виброакустический датчик 3, обычно волноводный, пьезоэлектрический. Датчик 3 соедин етс через преобразователь 4 с осцилографом 5, магнитографом 6. измерительным и анализатором 7 спектра. К преобразователю 4 в случае подвода к форсунке 1 газа может быть также подключен другой датчик 8 микрофонного типа, установленный у выходного сопла форсунки 1.The test nozzle 1 (or a unit constituting the nozzle head) is connected to the power supply system 2 of the model compressible liquid or gas under pressure, and vibroacoustic sensor 3, usually waveguide, piezoelectric, is rigidly connected to the body of the nozzle 1. Sensor 3 is connected via converter 4 to an oscilloscope 5, a magnetograph 6. with a measuring instrument and a spectrum analyzer 7. To the transducer 4 in the case of the supply to the nozzle 1 gas can also be connected to another sensor 8 microphone type, installed at the output nozzle of the nozzle 1.

Сущность способа заключаетс в следующем .The essence of the method is as follows.

Если при нормальной работе форсунки работают стабильно, то при использовании сжатого газа или, например, легко вскипающей жидкости (фреон, бутан и др.) центробежна форсунка становитс генераторомIf during normal operation the nozzles are stable, then when using compressed gas or, for example, easily boiling liquid (freon, butane, etc.), the centrifugal nozzle becomes a generator

колебаний давлени , причем собственна частота колебаний и спектр шумов, генерируемых типичной топливной форсункой ТРД или любого теплоэнергетического агрегата , очень чутко реагирует на маленькие изменени конфигурации каналов форсунки , которые еще практически не сказываютс на ее расходных характеристиках, форме факела, качестве распыливани и других обычно регистрируемых параметрах форсунки .pressure fluctuations, the natural frequency of oscillations and the spectrum of noise generated by a typical fuel jet nozzle of a turbofan or any heat and power unit reacts very sensitively to small changes in the configuration of the nozzle channels, which still have little effect on its flow characteristics, flame shape, atomization quality and other commonly recorded nozzle parameters.

Если применить вместе рабочей жидкости сжатым газ или специальную модельную жидкость, например легко вскипающую (фреон, бутан, подогрета вода и др.), то при их истечении из форсунки организуетс автоколебательный процесс, спектр частот которого существенным образом зависит от геометрической конфигурации проточной части форсунки, особенно от деформаций, вызванных эксплуатационными дефектами (подгоранием кромок, эрозией стенок тангенциальных каналов, камеры закручивани и др.). Спектр колебаний, генерируемых процессом истечени модельного рабочего тела из форсунки, вл етс лишь диагности- ческимм параметром, по которому можно судить об их скрытых дефектах. Дл этого существенными операци ми вл ютс применение в качестве рабочего тела модельной сжимаемой жидкости или газа, измерение колебаний давлени в протекающем через форсунку рабочем теле.If a working fluid is used together with compressed gas or a special model fluid, for example, lightly boiling (freon, butane, heated water, etc.), when they flow out of the nozzle, an auto-oscillation process is organized, the frequency spectrum of which essentially depends on the geometric configuration of the nozzle flow section, especially from deformations caused by operational defects (burning edges, erosion of the walls of tangential channels, twisting chambers, etc.). The spectrum of oscillations generated by the process of outflow of a model working fluid from the nozzle is only a diagnostic parameter by which one can judge about their latent defects. For this, the essential operations are the use as a working fluid of a model compressible fluid or gas, the measurement of pressure fluctuations in the working fluid flowing through the nozzle.

Способ осуществл етс следующим об-1 разом.The method is carried out as follows.

При проливке форсунки 1 жидкостью в ней возникают широкополостные колебани жидкостного потока, регистрируемые датчиком З виброакустическим, установленным на корпусе форсунки 1 или их блоке. В этом случае колебани давлени передаютс по корпусу форсунки 1 как по волноводу. Далее эти колебани усиливаютс , с помощью преобразовател 4, регистрируютс на магнитограф 6 с целью дальнейшей обработки , При проведении анализа в реальном масшабе времени примен ют осциллограф 5 и анализатор 7. Получаемый в результате эксперимента спектр сравнивают с эталонным, полученным на той же аппаратуре дл исправной форсунки при одинаковых услови х,When the nozzle 1 is poured with liquid, wide-band oscillations of the liquid flow occur in it, detected by a vibroacoustic sensor 3 mounted on the body of the nozzle 1 or their unit. In this case, pressure fluctuations are transmitted along the body of the nozzle 1 as in a waveguide. Further, these oscillations are amplified, by means of converter 4, recorded on the magnetograph 6 for further processing. When performing analysis in real time, an oscilloscope 5 and analyzer 7 are used. The resulting experiment spectrum is compared with the reference one obtained on the same equipment nozzles under the same conditions

Наибольший эффект достигаетс при продувке жидкостной ступени форсунки сжимаемой средой. При этом кажда из форсунок начинает генерировать колебани The greatest effect is achieved when the liquid stage of the nozzle is being blown with a compressible medium. In this case, each of the injectors begins to generate oscillations

давлени согласно, причем спектр колебаний сильно зависит от незначительных t точки зрени расходной характеристики отклонений от исходной формы проточной части . При продувке группы форсунок 1 применение датчика 8 микрофонного типа, установленного на специальной штанге с контролируемым положением, перемещаемого к соплу исследуемой форсунки, позвол ет вы вить дефектную из большой группы по наличию в спектре излучаемых ею колебаний характерных составл ющих,pressure according to, and the spectrum of fluctuations strongly depends on the insignificant t of the point of view of the discharge characteristic deviations from the original shape of the flow part. When blowing a group of nozzles 1, the use of a microphone-type sensor 8 mounted on a special rod with a controlled position, moved to the nozzle of the nozzle under study, reveals a defective from a large group by the presence of characteristic components in the spectrum emitted by it.

При диагностике многокомпонентных форсунок модельную среду пропускают последовательно по тракту каждого компонента . Это позволит диагностировать наличие эксплуатационных дефектов по каждому тракту в отдельности. После этого модельную среду пропускают по нескольким трактам одновременно, комбиниру их при этом. Это повышает достоверность диагностируемых признаков, поскольку наличие эксплуатационных дефектов приведет к изменению спектрального состава шума, генерируемого при взаимодействии струй модельной среды.In the diagnosis of multi-component nozzles, the model environment is passed sequentially along the path of each component. This will allow to diagnose the presence of operational defects for each path separately. After that, the model environment is passed through several paths at the same time, combining them. This increases the reliability of the diagnosed signs, since the presence of operational defects will lead to a change in the spectral composition of the noise generated during the interaction of the jets of the model medium.

Claims

Claims of Invention A method for diagnosing fuel injectors, comprising:

through the fuel nozzle liquid medium, measure the parameters of oscillations caused by the flow of medium through the nozzle, determine the spectrum of measured oscillations, by changing the characteristics of which by

In comparison with the reference spectrum, the nozzle is diagnosed, which is distinguished by the fact that, in order to increase the information content and reliability, a model is used as a liquid medium.

compressible fluid or compressed gas, the vibration pressure is measured as an instantaneous pressure of a model compressible fluid or compressed gas, and the nozzle is diagnosed by

a change in the ratio of frequencies and amplitudes in the spectrum of pressure fluctuations of a model compressible fluid or compressed gas.

2, the method according to claim 1, characterized in that, in order to improve the diagnostic performance of the multicomponent nozzles, in the process of measuring oscillations, the model compressible fluid or compressed gas is sequentially passed through each of the multicomponent channels

nozzles, and then simultaneously through each group of nozzle channels.

ji i 18