Устройство для исследования характеристикгазотурбинных двигателей

Устройство для исследования характеристикгазотурбинных двигателей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз. Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ те АВТОИ:КОММ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 22.05. 78 (21) 2648301/18-24 (51) М. Кл.

G Об F 15/20

G 01 R 31/28 с присоединением заявки Но—

Госудирствеииый «онитет

СССР по делим изобретеиий я открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 150281, Бюллетень Н9 и (53) УДК 681. .14{088.8) Дата опубликования описания 17 е 02. 81 (72) Авторы изобретения

Г.Н. Рахимов, В.P. Толокновский„

Р.Г. Якупов, Q.И. Заянчковсклй, П.И. Стариков и Б. (71) Заявитель

{54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК

ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к автоматике, контрольно-измерительной и ре гулирующей технике.

Устройство может быть использовано в двухуровневых специальных сис5 темах контроля и управления испытаниямн газотурбинных двигателей, а также в качестве самостоятельной аппаратуры для автоматизации исследований характеристик силовых авиационных установок в статических.и динамических режимах, при полунатурном моделировании, при испытаниях топливорегулирующей аппаратуры и т.д.

Известно устройство,.содержащее датчики, коммутатор, блок управления, блок задания временных интервалов 11.

Недостатки этого устройстваограниченный диапазон измеряемого параметра, ограниченная надежность устройства в случае остановки вращения турбины по какой-либо прнчине сложность учета вязкости жидкости.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее блок управления, умножитель частоты, датчики, коммутатор, блок задания временных интервалов, узел выбора, элемент И,. 30 fl Каенч, В.3. Итеенберг, Рян, .3. Стеколь, ..3 ач„ н ан

"а.;;« ;.

t.гдеP+. !{ тГХН.1i; .:„,-.. . ) I а

2 счетчик параметров, блок индикации {21.

Недостатками известного устройства являются ограниченный диапазон измеряемого расхода жидкости, ограниченная надежность при стопорении вращающейся турбины расходомера и возник. новении гидравлического удара в питающей гидросистеме, что приводит к колебаниям режимов двигателя вплоть до критических, сложность учета вязкости жидкости, так как подающая магистраль имеет, как правило, значительную протяженность, а накопительные емкости не термостатированы. Данное устройство также не позволяет реализовать потенциально высокую точность (повторяемость показаний на едком и том же расходе не хуже 0,2Ъ) серийных турбинных расходомеров типа ТДР вследствие нелинейности характеристики последних, приводящей к ограничению их класса точности до 1,0%.

Цель изобретения -, повышение надежности и точности устройства, а также расширение функциональных воз можностей путем учета вязкости топлива.

805327 а

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для исследования характеристик газотурбинных двигателей, содержащее группу датчиков, выходы которых через коммутатор соединены со входом умножителя частоты, блок управления, вход которого является первым входом устройства, а первый выход — через узел задания временных интервалов соединен с первым входом первого элемента И, счетчик параметров, выход которого .соединен со входом блока индикации, узел выбора, вход которого является вторым входом устройства, а выход — соединен с управляющим входом коммутатора, датчик температуры, в него введены интегратор, схема сравнения, датчик движения жидкости, две памяти, два делителя, два сумматора, аналого-цифровой преобразователь,счетчик участков,счетчик, 20 три узла элементов И, три элемента

ИЛИ, дешифратор, причем выход датчика температуры через последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, счетчик, первую память 25 соединен с первым входом первого узла элементов И, выход умножителя частоты соединен с первым входом первого сумматора и через последовательно соединенные первый делиЗО тель, первый узел элементов И.и первый элемент ИЛИ соединен со вторым входом первого сумматора, выход которого через первый элемент И соединен с первым входом второго сумматора, выход которого соединен со

1 входом второго делителя, первый выход которого через последовательно соединенные счетчик участков,и дешифратор соединен с первым входом второй памяти, первый и второй вы- 40 ходы которого соединены соответственно со вторым входом второго сумматора и первым входом второго узла элементов И, третий вход устройства через кодовый преобразователь ñîå- 4 динен с первым входом третьего узла элементов И, второй выход второго делителя соединен через последовательно соединенные вторые узел элементов И элемент ИЛИ с третьим входом второго сумматора и через последовательно соединенные третьи узел элементов И, элемент ИЛИ с входом счетчика параметров, второй выход блока управления соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, выход узла выбора соединен с управляющими входами первой и второй памятей, выход коммутатора через интегратор соединен с первым входом схемы сравнения, d0 второй, третий вход и выход которой соединены соответственно с четвертым входом устройства, выходом датчика движения жидкости и выходом устройства.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит гидромагистраль 1, отсчетные управляемые клапаны 2, блокирующий клапан 3, датчики 4-6 группы, датчик 7 температуры, датчик 8 движения жидкости, узел

9 выбора, блок 10 управления, коммутатор 11, интегратор -12, схему 13 сравнения, аналого-цифровой преобразователь 14, счетчик 15, памяти

16 и 17, умножитель 18 частоты, делители 19 и 20, сумматоры 21 и 22,, узел 23 задания временных интервалов, счетчик 24 параметров., блок 25 индикации, узлы 26-28 элементов= И, счетчик 29 участков, дешифратор 30, кодовый преобразователь 31, элементы

ИЛИ 32-34, элемент И 35, блок 36 печати, блок 37 перфорации, блок 38 вывода.

Устройство работает следующим образом.

В зависимости от текущего режима работы на узел 9 выбора подается соответствующий сигнал, в результате чего включается один из клапанов 2, подключается выход задействованного датчика 4, 5 или 6 ко входу коммутатора 11, осуществляется выбор соответствующей группы чисел в памятях

16 и 17.

"(так л наибольшая температура топлива,при которой коэффициент масштабирования частоты датчика по вязкости принимает-. ся равным единице и увеличивается при понижении температуры и вязкости, что объясняется возрастающим сцеплением жидкости и крыльчатки датчика. где

В зависимости от задействованного датчика и текущей температуры топлива на выходах памяти 16 устанавливается код числа, определяющего дробную часть коэффициента масштабирования IIQ вязкости:

Кь = 1 000 1 025 который задается с дискретностью

1 10 +.

Через интервал времени, достаточный для срабатывания аналого-цифровоПри подаче команды "Пуск" на выход блока 10 поступает сигнал, осуществляющий вывод результата предыдущего измерения из счетчика 24, затем запускается аналого-цифровой преобразователь 14, в результате чего на счетчик 15 поступает число импульсов, пропорциональное разности наибольшей и текущей температуры топлива:

805327

ro преобразователя 14 и установления переходных процессов в счетчике 15 и памяти 16, иа выход сумматора 21 поступает частота F24» равная

Vgл=Fg k) К

2" (= " "Ь "Ь <" к "), где F - частота датчика на выходе коммутатора 11у — коэффициент умножения умножителя 18

К вЂ” коэффициент масштабироваb иия по вязкости, дробная часть которого формируется делителем 19, узлом 26, элементом ИЛИ 32 и сумматором 21.

По истечении данного интервала времени на выход блока 10 поступает сигнал, запускающий узел 23, в результате чего элемент И 35 отпирается на время, необходимое для измерения расхода топлива с учетом заданной точности и осреднения пульсаций. При отпирании элемент И 35 импульсы частоты Г2л поступают в сумматор 22, на который также поступают импульсы коррекции нелинейности датчика: 24 12л — К э где М24 — число импульсов на выходе сумматора 22.

Число-импульсная последовательность, поступающая с выхода сумматора 22 на вход делителя

20 умножается на коэффициент, код которого установлен на выходе кодо-; вого преобразователя 31 и обеспечивает учет текущего значения плотности топлива. Число-импульсная последовательность на выходе элемента ИЛИ 34 интегрируется счетчиком

24 в течение интервала преобразования.

Коррекция нелинейности датчиков расхода-осуществляется следующим образом.

Функция погрешности имеет различный знак относительно среднего зна чения статической характеристики и аппроксимируется кусочно-линейной зависимостью, число участков которой определяется допустимой ошибкой . введения коррекции.

Число импульсов знакопеременной коррекции на каждом из участков аппроксимации формируется еледующим образом.

При положительном знаке коррекции сумматор 22 по сигналу на соответствующем входе устройства устанавливается в режим суммирования, при котором число импульсов на выходе сумматора равно

24 где

Ок к "24 2»» откуда

24 2л 24 »

И»» И 2» (-» — -»- — -»„-) л

Из последнего выражения следует, что при положительном знаке коррек ции число импульсов, поступающее на вход делителя 20 умножается на дробный коэффициент йреобразования, больший единицы.

При отрицательном знаке коррек © ции сумматор 22 устанавливается в режим вычитания, при котором число импульсов на выходе сумматора 22 равно

Н24 М24 Н к, 1$ где

К 24 2»» откуда

14 й4 24 2»» или (24 2л 1+ „.g»» )» при отрицательном знаке коррекции число импульсбв, поступающее на вход делителя 20» умножается на дробный коэффициент преобразования, мень ший единицы.

В момент окончания интервала преобразования элемент И 35 запирается, в счетчике 24 параметра фиксируется число импульсов, пропорци30 ональное среднему значению массового расхода топлива. в течение ин .ерзала преобразования:. или K 5 =Fg » и 9, ° ц, - и

»

Формула изобретения

S5 устройство дпя исследования характеристик газотурбинных двигателей, содержащее группу датчиков, выходы

4Q которых через коммутатор соединены со входом умножителя частоты, блок управления,.вход которого является первым входом устройства, а первый выход — через узел задания временЯ ных интервалов соединен с первым вхоВ случае, если в процессе испытания происходит непредусмотренное падение расхода топлива, то на одном или на обоих входах схемы 13 ус40 танавливливается сигнал, значение которого ниже сигнала допустимого уровня расхода на соответствующем входе устройства, в результате чего на выход схем»ы 13 поступает сигнал, отпи4 рающий клапан 3 °

По сравнению с известными предло-. женное устройство обладает расширенными функциональными возможностями в связи с учетом вязкости и плотности топлива, а также повыаенной надежностью в результате блокировки гидравлического тракта при выходе из строя датчика расхода.

805327

8 дом первого элемента И, счетчик параметров, выход которого соединен со входом блока индикации, узел выбора, вход которого является вторым входом устройства, а выход — соединен с управляющим входом коммутатора, датчик температуры, в него введены интегратор, схема сравнения, датчик движения жидкости, две памяти, два делителя, два сумматора, аналого-цифровой преобразователь, счетчик участков, счетчик, три узла элементов И, три элемента ИЛИ, дешифратор, причем выход датчика температуры через последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, счетчик, первую память соединен с 15 первьщ входом первого узла элементов И, выход умножителя частоты соединен с первым входом первого сумматора и через последовательно сое- диненные первый делитель, первый Щ узел элементов И и первый элемент

ИЛИ соединен со вторьнм входом первого сумматора, выход которого через первый элемент И соединен с первым входом второгО сумматора, выход кото- р рого соединен со входом второго делителя, первый .выход которого через последовательно соединенные счетчик участков и дешифратор соединен с первым входом второй памяти, первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторым входом второго сумматора и первым входом второго узла элементов И, третий вход устройства через кодовый преобразователь соединен с первым входом третьего узла элементов

И, второй выход второго делителя соединен через последовательно соединенные вторые узел элементов И, элемент ИЛИ с третьим входом второго сумматора и через последовательно соединенные третьи узел элементов И, элемент ИЛИ с входом счетчика параметров, второй выход блока управления соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразоватЮтя, выход узла выбора соединен с управляющими входами первой и второй памятей, выход коммутатора через интегратор соединен с первым входом схемы сравнения, второй, третий вход и выход которой;соединены соответственно с четверАм входом устройства, выходом датчика движения жидкости и выходом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 189230, кл. G 01 к 31/28, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

9 336520, кл. G 01 F 1/00, 1969 (прототип).. ВНИИПИ Заказ 10904/72

Тираж 756 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4