Нгуен Минь Хай ИНФОРМАТИВНЫЕ КРИТЕРИИ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ПРЕДПОМПАЖНОГО СОСТОЯНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА : Нгуєн Мінь Хай інформативні критерії ДЛЯ ВИЯВЛЕННЯ ПРЕДПОМПАЖНОГО СТАНУ ВІДЦЕНТРОВОГО КОМПРЕСОРА

Краткое содержание

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследо¬вания и определены положения, выносимые на защиту.

|ч,< II, < I),|
Первая глава содержит обзор литерату¬
ры, посвященной исследованию нестационар¬
ных процессов в турбокомпрессорах, проблемы,
обусловливающие актуальность работы, цель
исследования и задачи, решение которых может
обеспечить достижение поставленной цели. Для
обнаружения предпомпажного состояния цен¬
тробежного компрессора используется призна¬
ковый способ. Предпомпажная область состоит
из областей вращающегося срыва и предсрыва
(рис. 1). Искомыми признаками являются харак¬
терные особенности нестационарного потока
при работе компрессора в предпомпажной об- рИс. 1. Характеристика "напор-
ласти. расход" центробежного компрессора
Объект и предмет исследования описываются во второй главе. Для выполнения рабо¬ты использованы имеющиеся данные выполненных ранее на кафедре КВХТ серий испыта¬ний трех модельных ступеней промышленных нагнетателей природного газа. Эти модельные ступени являются объектом исследования в данной работе.
Серии испытаний "KZ" выполнены на модели первой ступени нагнетателя 395-21-1 ПО "Невский завод", "NC" - на модели первой ступени нагнетателя НЦ-16/76-1,44, "RB" - на модели "базовой" ступени кафедры КВХТ СПбГПУ. Ступени KZ и NC имеют лопаточный диффузор (ЛД), a RB - безлопаточный диффузор (БЛД). Серии испытаний ступеней отлича¬лись модификацией элементов проточной части и/или числом Маха. Рабочая среда - воздух, всасывание из атмосферы через фильтрационную камеру. Уровни эквивалентных окружных скоростей соответствуют уровню ui нагнетателей природного газа (до 266 м/с).
Предмет исследования - пульсации статического давления в проточной части центро¬бежной ступени в широком диапазоне режимных параметров.
Методика экспериментального исследования описана в третьей главе. Разработанный под руководством Р. А. Измайлова информационно-измерительный комплекс позволяет ис¬следовать все нестационарные процессы в проточной части центробежного компрессора и

-7-
имеет высокую помехоустойчивость при работе в условиях высоких электрических помех. Испытания ступеней были проведены на кафедре КВХТ СПбГПУ. "Традиционный" аэроди¬намический эксперимент при испытаниях выполнялся группой под руководством проф. Ю. Б. Галёркина. Режим работы изменяется перекрытием задвижки в выходном патрубке. Измерительные приборы, использованные при испытаниях, соответствовали общепринятым требованиям по допустимому уровню погрешности. Для измерения пульсаций давления бы¬ли использованы малоинерционные датчики давления. Датчики pi и рг расположены на уча¬стке безлопаточного диффузора перед входом в диффузор, датчики р3 и р4 - на выходе из диффузора. В сериях K.Z датчики р$ и р6 расположены на стенках поворотного колена ступе¬ни. В сериях NC расположение датчика ps как для KZ. В сериях RB датчики р5 и рб установ¬лены соответственно в нагнетательном и всасывающем патрубках.
Исследования показали, что одним из характерных признаков вращающегося срыва яв¬ляется регулярное появление (присутствие) в неподвижных элементах проточной части ком¬прессора устойчивых низкочастотных периодических составляющих пульсаций давления. При предсрывном состоянии эти периодические составляющие появляются менее регулярно, чем при вращающемся срыве, но более регулярно, чем при оптимальном режиме или при ра¬боте центробежного компрессора в области максимального расхода. Кроме того, интенсив¬ность пульсаций давления за рабочим колесом (РК) в предпомпажной области превышает существующую при работе компрессора в других областях характеристики «напор-расход» (рис. 2, 3). Таким образом, наличие устойчивых низкочастотных периодичностеи и уровень интенсивности пульсаций давления на входе и выходе из диффузора центробежного ком¬прессора являются искомыми информативными признаками в данной работе.
Четвёртая глава содержит описание методики обработки сигналов. В этой главе рас-смотрены: 1) способы представления сигналов пульсаций давления; 2) способы обработки сигналов для обнаружения скрытых периодичностеи; 3) сингулярный спектральный анализ; 4)корреляционные функции; 5)сравнение способов определения периода сигналов; 6) алгоритм автоматического обнаружения скрытых периодичностеи пульсаций давления в центробежном компрессоре; 7) плотность вероятности сигналов; 8) относительный размах пульсаций давления; 9) определение числа срывных зон и скорости их перемещения при вращающемся срыве.
Антипомпажная система центробежного компрессора предъявляет жесткие требования к алгоритму для автоматической обработки нестационарных сигналов в реальном времени. К ним относятся: 1) соответствие требуемому быстродействию системы; 2) однозначность; 3) надежность; 4) достоверность и требуемая точность. Эти требования определяют выбор способов обработки сигналов для обнаружения предпомпажного состояния центробежного компрессора.