Моделирование течения в тракте газотурбинного двигателя для диагностирования его технического состояния

Abstract

В работе представлена математическая модель, позволяющая определить массовый расход воздуха, проходящий через тракт газотурбинного двигателя. Величина массового расхода воздуха не допускает непосредственного измерения по термогазодинамическим параметрам, измеряемым штатными датчиками агрегата. Математическая модель позволяет определить безразмерные диагностические параметры, характеризующие нормальную работу агрегата, и построить их соответствующие зависимости от измеряемых параметров. В качестве основного положения для построения математической модели принимается соотношение равенства мощностей компрессора и турбины на установившихся режимах работы. Предложенный метод позволяет диагностировать состояние технической системы и заключается в вычислении физически безразмерных параметров, слабо зависящих от изменения штатного режима работы газоперекачивающего агрегата с газотурбинным двигателем. Эти параметры являются более информативными, чем физические параметры, измеряемые датчиками. Практическим результатом работы является построение эталонных зависимостей приведенных безразмерных диагностических параметров от измеряемых параметров газового тракта, соответствующих нормальной работе газотурбинного двигателя в качестве привода газоперекачивающего агрегата магистральных компрессорных станций.

The paper presents a mathematical model that makes it possible to determine the mass flow rate of air passing through the path of a gas turbine engine. The amount of mass air flow does not allow direct measurement by thermogasdynamic parameters retrieved by the unit’s standard sensors. The mathematical model makes it possible to determine the dimensionless diagnostic parameters characterizing the normal operation of the unit and to build their corresponding dependences on the measured parameters. The ratio of the equality of compressor and turbine capacities in the established operating modes is used as the main provision for constructing a mathematical model. The proposed method makes it possible to diagnose the state of the technical system and consists in calculating physically dimensionless parameters that are weakly dependent on changes in the normal operating mode of a gas pumping unit with a gas turbine engine. These parameters are more informative than the physical parameters measured by sensors. The practical result of the work is the construction of the reference dependences of the given dimensionless diagnostic parameters on the measured parameters of the gas path corresponding to the normal operation of the gas turbine engine as the drive of the gas pumping unit of the main compressor stations.