Исследование частотных характеристик акустического зонда для измерения пульсаций давления во входном устройстве газотурбинного двигателя

В. Н. Иваненко, А. Г. Александрова, Е. С. Дягилева, А. Г. Гимадиев, Н. Д. Быстров

Аннотация


Для определения влияния неоднородности воздушного потока на входе в двигатель на запас газодинамической устойчивости компрессора проводятся специальные испытания. Для этой цели в расходомерном коллекторе двигателя устанавливаются акустические  зонды для измерения пульсаций давления. Зонды устанавливаются по окружности коллектора под углом 90° относительно его оси. Учитывая малость амплитуд пульсаций скоростного напора в коллекторе, в акустическом зонде предусмотрена установка датчика давления дифференциального типа. В основной вход датчика направляется заторможенный пульсирующий поток воздуха, а в разгрузочную полость – демпфированная его составляющая. В статье на основе электродинамических аналогий приведена методика расчёта акустического RC-демпфера, позволяющего отсечь постоянную и низкочастотную составляющие пульсаций скоростного потока. Для подтверждения соответствия характеристик измерительных зондов требованиям технического задания проведены частотные испытания акустических зондов. Результаты исследований показывают, что разработанный акустический зонд позволяет измерять пульсации давления во входном расходомерном коллекторе газотурбинного двигателя с динамической погрешностью не более ±10 % в частотном диапазоне 2-300 Гц. 


Ключ. слова


Пульсации давления; дифференциальный датчик давления; акустический зонд; стенд для частотных испытаний; амплитудно-частотная характеристика; испытания; анализ результатов

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Dowling A.P., Morgans A.S. Feedback control of combustion oscillations // Annual Review of Fluid Mechanics. 2005. V. 37, Iss. 1. P. 151-182. doi.org/10.1146/annurev. fluid.36.050802.122038

2. Canbazoglu S., Yakut K. Reduction of peak amplitudes of pressure fluctuations in turbulent pipe flow using vortex generators and compliant boundaries //HVAC and Research. 2005. V. 11, Iss. 3. P. 487-498. doi.org/10.1080/10789669.2005.10391149

3. Lieuwen T.C., Yang V. Combustion Instabilities in Gas Turbine Engines: Operational Experience, Fundamental Mechanisms, and Modeling // Progress in Astronautics and Aeronautics. Published by American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2006. doi: 10.2514/4.866807

4. Шорин В.П., Шахматов Е.В., Гимадиев А.Г., Быстров Н.Д. Акустические методы и средства измерения пульсаций давления. Самара: Самарский государственный аэрокосмический университет, 2007. 132 с.

5. Сhoutapalli I., Krothapalli A., Arakeri J.H. An experimental study of an axisymmetric turbulent pulsed air jet // Journal of Fluid Mechanics. 2009. V. 631. P. 23-63. doi.org/10.1017/s0022112009007009

6. Furletov V.I., Dubovitsky A.N., Khanyan G.S. Determination of frequency characteristics for «transducer waveguide» system under high gas parameters // Proceedings of the International Gas Turbine Congress 2007. Tokyo, December 3-7, 2007.

7. Benajes J., Bermudez V., Climent H., Rivas-Perea M. Instantaneous pressure measurement in pulsating high temperature internal flow in ducts // Applied Thermal Engineering. 2013. V. 61, Iss. 2 . P. 48-54. doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2013.07.033

8. Петунин А.Н. Методы и техника измерений параметров газового потока. М.: Машиностроение, 1972. 332 с.

9. Шорин В.П. Устранение колебаний в авиационных трубопроводах. М.: Машиностроение, 1980. 156 с.

10. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. М.: Высшая школа, 1996. 638 с.

11. Гимадиев А.Г., Быстров Н.Д., Устинов А.В. Разработка методики и программы расчёта неоднородных газовых измерительных цепей // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2012. № 3 (34), ч. 2. С. 263-268.


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/2412-7329-2015-14-3-491-500

Ссылки

  • Ссылки не определены.


 

Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN: 2541-7533