Мониторинг температурного состояния лопаток газотурбинного двигателя: разработка и внедрение инновационного комплекса

2011

Термометрирование ГТД

В условиях стремительного развития авиационных и энергетических технологий проблема мониторинга температурного состояния лопаток газотурбинных двигателей (ГТД) остается актуальной. Существующие решения демонстрируют высокую эффективность, однако их функциональные возможности и точность требуют постоянного совершенствования. Настоящая работа посвящена разработке и внедрению модернизированного комплекса для мониторинга температурного состояния лопаток турбины высокого давления (ТВД), что позволит значительно повысить надежность и долговечность эксплуатации ГТД.

Задача

Для реализации поставленной задачи был выбран контроллер DEC-U3 производства компании ITS, обладающий высокой скоростью обработки данных и способностью работать в условиях интенсивных температурных нагрузок. Программная среда разработки — NI LabVIEW — позволила создать интуитивно понятный интерфейс и реализовать сложные алгоритмы обработки данных.

Используемое оборудование и программное обеспечение
DEC-U3
Tilda Publishing

Объектом мониторинга являются рабочие лопатки турбины высокого давления, расположенные в зоне высоких температур и интенсивных механических нагрузок. В связи с этим возникает необходимость в высокоточном и быстродействующем измерительном комплексе, способном фиксировать температурные изменения в реальном времени. Контроллер DEC-U3, благодаря своим уникальным техническим характеристикам, обеспечивает эффективное решение этой задачи.

Программное обеспечение, разработанное в среде NI LabVIEW, предоставляет широкий спектр возможностей для анализа и визуализации данных:

Описание решения
  • Формирование и печать детализированных отчетов о состоянии лопаток.
  • Визуализация температурного профиля лопаток в зависимости от оборотов ротора.
  • Вычисление усредненных значений температуры за несколько оборотов для повышения точности измерений.
  • Учет смещения лопаток относительно строб-импульса для корректного анализа температурных данных.
  • Отображение данных пирометра и датчика фазоотметчика в режиме реального времени.
  • Оценка адекватности градуировочной характеристики, включая автоматический и ручной режимы идентификации модели.
  • Визуализация предельной средней и максимальной температуры лопаток в зависимости от режима работы двигателя.

На круговой диаграмме отображены минимальная, средняя и максимальная температуры лопаток. Значение температуры (красная кривая) должно находиться внутри окружности (серая кривая), радиус которой изменяется в зависимости от мощности ГТД.

Градуировочная характеристика может быть идентифицирована как в автоматическом, так и в ручном режиме. В автоматическом режиме программа рассчитывает оптимальные коэффициенты модели и производит оценку её адекватности. В случае ручного ввода математического описания характеристики и коэффициентов модель также подвергается оценке адекватности и визуализации на графике.

Разработанный комплекс для мониторинга температурного состояния лопаток ГТД демонстрирует высокую эффективность и надежность. Внедрение данного решения позволит значительно повысить уровень безопасности и продлить срок службы газотурбинных установок. Благодаря использованию современных технологий и программных средств, удалось создать универсальный инструмент, способный адаптироваться к различным условиям эксплуатации и обеспечивать точный контроль за температурным режимом лопаток.

Заключение
Made on
Tilda