DIAGNOSTYKA CIEPLNO-PRZEPŁYWOWA TURBIN POLEGAJĄCA NA DOBORZE WSPÓŁCZYNNIKÓW EKSPERYMENTALNYCH

Transkrypt

1 MECHNIK 7/5 XIX Mędzyarodowa Szkoła Komerowego Wsomagaa Proekowaa Wywarzaa Eksloaa Mgr ż. Mara ROSIŃSK Polehka Gdańska Wydzał Oeaoehk Okręowwa OI:.784/mehak IGNOSTYK CIEPLNO-PRZEPŁYWOW TURBIN POLEGJĄC N OBORZE WSPÓŁCZYNNIKÓW EKSPERYMENTLNYCH Sreszzee: W referae rzedsawoo sosób wykorzysaa wyzazaa ekserymealyh wsółzyków rędkoś do dagosyk rb. Wsółzykam ym są: φ dla alsady kerowze oraz ψ dla alsady wrkowe. THERML-FLOW IGNOSTICS OF THE TURBINE WHICH INVOLVE SELECTION OF EXPERIMENTL FCTORS bsra: The reor shows how o se ad deerme eermeal seed faors for he dagoss. These faors are: φ for alsade maageme ad ψ for he alsade roor. Słowa klzowe: dagosyka rb rba arowa Keywords: rbe dagos seam rbe. WPROWZENIE agosyka ehza es o dzedza wedzy kóra zosała sworzoa a odsawe dośwadzea eksloaayego. załae obek rzebega w różyh fazah żykowaa wedza wykaąa z dzałaa obek ozwala a orawą bezezą oraz srawą eksloaaę. Zadaem dagosyk ehze es dosarzee wedzy o sae dzałaa obek ehzego a akże rzekszałee e wykorzysae w roedrah eksloaayyh. Tak sosób osęowaa dae możlwość osawea dagozy dzęk kóre moża w raoaly sosób żykować obek ehzy... agosyka elo-rzeływowa W skład dagosyk ehze whodz rozważaa w e ray dagosyka elo- -rzeływowa (skró CP). agosyka a zame sę badaem oraz oeą roesów rzema eergeyzyh główym e zadaem es rzymae obek w sae ak awyższe sałe srawoś. agosyka elo-rzeływowa omaga wykoać zadaa ake sawae są eksloaaorom obeków eergeyzyh m.. są o wyk zyskwae srawoś a akże rzedsawae wosków wykaąyh z yh wyków. Przykładem rozważayh obeków eergeyzyh są blok eergeyze elekrow elekroełow. W ray e waga skoa będze a zęś blok eergeyzego a dokłade a rbe. Sosób w ak możemy określć akość rzema eergeyzyh wymaga ozaa e mar a aławeszą h marą są symomy. Symom es o odhyłka waroś merzoe od waroś wzorowe. Poedyze symomy dla roszzea growae są w sygary. Waroś oedyzyh symomów lb sygar są daym weśowym do rela 93

2 MECHNIK 7/5 XIX Mędzyarodowa Szkoła Komerowego Wsomagaa Proekowaa Wywarzaa Eksloaa dagosyze. Po rzeworze h orzez relaę dagosyzą orzyme sę dagozę kóra es ozosawoa lb dale rzewarzaa w el zyskaa forma o ym zy sosób eksloaa ma zosać ak sam zy ma być zmodyfkoway. Shema akego osęowaa zosał rzedsawoy a rys.. Obek odday dagoze Waroś omarowe Waroś wzorowe Waroś sygar lb symomów Relae dagosyze Wosk agoza Kolee rzewarzae możlwa zmaa roedry eksloaaye Rys.. Shema roedry dagozowaa w dagosye ehze. OBÓR WSPÓŁCZYNNIKÓW EKSPERYMENTLNYCH L PROCESU PROJEKTOWNI W e zęś refera waga zosae skoa a doborze odowedh wsółzyków dla rzeływowe zęś rby. Po rzerowadze badań orzymao wsółzyk dośwadzale kóre będą oddae meodze koreky wsółzyków. Meoda a będze doyzyła gr so a kóre składaą sę edoweńowe soe rbowe o bdowe arzowe w obszarze ary rzegrzae. Meoda korek es o meoda w kóre ależy zać warość zyka dla omarów w ke oząkowym końowym każde gry so. Take aramery ak śee emerara oraz srmeń masy merzoe są w rroąg doloowym do rby... Wyodrębee wsółzyków ekserymealyh zaweraąyh sę w rówaah meody oblzeń rzeływowyh so rbowyh Zawska wysęąe w grah so moża rzedsawć za omoą odowede fk od warkem że zawska e były oare o rówae zahowaa eerg zahowaa ągłoś rzeływ. Fka a es a welowymarowa rzedsawoa zosała w rówa (). 94

3 MECHNIK 7/5 XIX Mędzyarodowa Szkoła Komerowego Wsomagaa Proekowaa Wywarzaa Eksloaa 95 so geomer. harak. lb ' ' ' z z z ez ez ez z z z w w w o o o w w w śr śr śr G K K K f () Welowymarowe rówae do oblzea eal oraz rzeływ rby Meoda edowymarowa zosała zasosowaa w owyższym model oeważ dae oa możlwość dokoaa szybkh oblzeń ale wysęe edo ograzee: e możemy e żyć w rzyadk rówaa eerg. Wsółzyk ekserymeale w rówa zosały odkreśloe. Elemey e odowadaą za wyk oblzeń w rzyadk kedy wysęą saloe dae geomeryze aramery ermodyamze oraz rzeływowe rzyadaąe a końe eksas w gre so. Wsółzykam ekserymealym wysęąym w rówa () są: φ wsółzyk rędkoś dla alsady kerowze ψ wsółzyk rędkoś dla alsady wrkowe μ wsółzyk rzeływ dla alsady kerowze μ wsółzyk rzeływ dla alsady wrkowe μ w wsółzyk rzeływ rzez szzelee wewęrze soa μ w wsółzyk rzeływ rzez eszzelość soy μ o wsółzyk rzeływ rzez owory odążaąe μ z wsółzyk rzeływ rzez szzelee zewęrze ρ ez wsółzyk eżek η d zasadzy wsółzyk dyfzorowoś kaał ξ d orawka dla wsółzyka dyfzorowoś od kąa ohylea śa kaał σ soeń wykorzysaa eerg wyloowe. Lzba wsółzyków rówaa rówa es. Wsółzyk zależą od geomer soa rbowego aramerów rzeływowyh a akże od aramerów ermodyamzyh. Waroś e rzedsawa sę azęśe w forme abel wykresów bądź rówań. Każdy z yh wsółzyków wływa róże a wyk oblzea. Nasęym elemeem w ray es określee dla każdego wsółzyka ego wag. Ze względ a dżą lość wsółzyków waga w referae zosae skoa ylko a dwóh wsółzykah kóre maą

4 MECHNIK 7/5 XIX Mędzyarodowa Szkoła Komerowego Wsomagaa Proekowaa Wywarzaa Eksloaa awększy wływ a wyk oblzeń rzeływowyh moża e zobazyć a rysk. Tym wsółzykam są φ oraz ψ. Rys.. Wysęowae wsółzyków φ oraz ψ.. Wyzazee zmeoś wybrayh wsółzyków ekserymealyh Wybraym wsółzykam są φ oraz ψ zosały oe ż wybrae w orzedm odrozdzale. Meoda Craga Coa słży do wyzazea wsółzyków φ rędkoś dla alsady kerowze oraz ψ dla alsady wrkowe. Meoda a zwązaa es z wedzą o dayh geomeryzyh dla odowede alsady a akże z arameram ermodyamzym oraz rzeływowym seąym w zase rzeływ określoego srmea ary rzez elemey alsady. W rozważaym rzyadk ake zmeyh ezależyh będze wyglądał ak ake yh dayh dla odowede meody oblzeowe. Przedsawoe dae wysarzaą do sworzea fk korek kóra będze sóa z modelem oblzeń rzeływowyh. Zmee ezależe worzą razem ze wsółzykam welowymarową rzesrzeń maemayzą gdze za omoą welowarswowe owerzh rzedsawoa es fka określaąa ede ze wsółzyków. Przesrzeń orzymaa w e sosób osada oś wsółzyka kórą moża zameć a oś odhyłek waroś omarowyh od waroś oblzoyh dla daego wsółzyka. Tak orzymaa owa rzesrzeń welowymarowa ozwala a rzedsawee welowymarowe owerzh odhyłek wsółzyka. zęk akem sworze owe rzesrze moża zasosować fkę korekyą w model oblzeowym. Fka a będze osaa za omoą rówaa regres dla odhyłk określoego wsółzyka dzęk em mamy możlwość wyzazea ozekwae waroś dla ego odhyłk..3. Wsółzyk φ rędkoś dla alsady kerowze oraz ψ dla alsady wrkowe Omawae wsółzyk ak ak wześe wsomao zosaą wyzazoe dzęk meodze Craga Coa. Meoda a oara es o ąg zwązayh ze sobą zależoś oraz wykresów kóre o rowadzą do wyzazaa kokreego wsółzyka rędkoś dla 96

5 MECHNIK 7/5 XIX Mędzyarodowa Szkoła Komerowego Wsomagaa Proekowaa Wywarzaa Eksloaa alsady łoakowe. Palsada łoakowa osada aramery geomeryze odowadaąe omalym warośom roekowym. o wykoaa oblzeń orzebyh es 4 dayh kóre osą alsadę oraz rzeływ rzez ę alsadę. Wszyske dae ls wsółzyk rędkoś worzą 5-wymarową rzesrzeń maemayzą. W ake rzesrze moża zobazyć ak zmeaą sę odhyłk dla wsółzyków rędkoś oraz fka korekya dla yh wsółzyków. Fka korekya zosała rzysosowaa do wyków za omoą aalzy regres. Regresa es a rozarywaa ako zależość regres lowe lb kwadraowe. Sowodowae es o fakem że:. regresa lowa es odsawowa w saysye maemayze. rzy bada zależoś dośwadzalyh ależy e dososowywać w marę możlwoś do arosszyh dosęyh form maemayzyh 3. osać lowa ozwala a rose dalsze rzekszałea maemayze 4. osać kwadraowa e wymaga badań ków rzegęa lokalyh eksremów osać kwadraowa ozwala zbadać wsęe zależoś krzywolowe. Ze względ a o że regresa w osa lowe orzebe 5 wsółzyków rówaa a osać kwadraowa 3 kóre zadą sę rzesrze 5-wymarowe wrowadzoo róbę ograzea h loś wymarów rzesrze maemayze. Posać algebrazą fk dla wsółzyków φ ψ moża wyrazć oższym wzoram: f g M a m e Ra L sz g Ozazea do wzor (): (α ) - rzezywsy ką wylo z alsady orzedzaąe (α g ) geomeryzy ką wylo z alsady kerowze (C ) - rędkość wylo z alsady orzedzaąe (C ) rędkość eoreyza wylo z kerowy (ν ) średa lekość ary (M ) lzba Maha (a ) średa ameszego okręg wsaego w kaał wyloowy mędzyłoakowy (e ) awększy romeń wykłe zęś rofl (Ra ) hroowaość owerzh kerowy (δ ) grbość krawędz sływ rofl ( ) odzałka a średy odzałowe (L ) dłgość łoaek alsady kerowze (τ sz ) dłgość l szkeleowe rofl (α g ) geomeryzy ką wylo z alsady orzedzaąe. f g w w M a m e Ra L sz g Ozazea do wzor (3): (β ) rzezywsy ką dolo do wrka (β g ) geomeryzy ką wylo z alsady wrkowe (W ) rędkość dolo do wrka (W ) rędkość eoreyza wylo (ν ) średa lekość ary (M ) lzba Maha (a ) średa ameszego okręg wsaego w kaał wyloowy mędzyłoakowy (e ) awększy romeń wykłe zęś rofl (Ra ) hroowaość owerzh wrka (δ ) grbość krawędz sływ rofl ( ) odzałka a średy odzałowe (L ) dłgość łoaek alsady wrkowe (τ sz ) dłgość l szkeleowe rofl (β g ) geomeryzy ką dolo do wrka. () (3) 97

6 MECHNIK 7/5 XIX Mędzyarodowa Szkoła Komerowego Wsomagaa Proekowaa Wywarzaa Eksloaa W erwsze róbe zmeszea wymarów rzesrze sęo zmee kóre w ameszym so wływały a wyk. Usęa zmeyh dokoao za omoą oblzeń symlayyh roedry meryze kóra wyzazała wsółzyk rędkoś za omoą meody Craga Coa. Wyk ake orzymao wskazały że wylzoe wsółzyk rędkoś są zblżoe ze sobą kedy wyk rozarywao dla wszyskh alsad w rbe. Wyka z ego wosek że e moża zredkować w e sosób wymarów rzesrze maemayze doyząe zmeoś wsółzyków rędkoś φ lb ψ ak aby orzymać meszą lzbę wymarów orzez dokoae elma zmeyh o małym wływe. Nasęe róby zmeszea lzby elemeów dokoao za omoą meody Craga Coa gdze wsółzyk rędkoś wylzae były z zależoś osąe srawość łoakową rzedsawoą a wzorze (4).Ozazea waroś zosały rzedsawoe a rys. 3. Rys. 3. Wykres rzedsawaąy eksasę w alsadze łoakowe h h lo lb (4) hs h η lo h h s srawość łoakowa sadek eal w alsadze zeroowy sadek eal w alsadze względe sray erwoe alsady odesoe do rzezywsego sadk eal w alsadze wyrażoe roeowo względe sray wóre alsady odesoe do rzezywsego sadk eal w alsadze wyrażoe roeowo. 98

7 MECHNIK 7/5 XIX Mędzyarodowa Szkoła Komerowego Wsomagaa Proekowaa Wywarzaa Eksloaa Ze względ a o że sray erwoe wóre zaweraą w sobe wszyske 4 zmeyh ezależyh osąyh rozważaą rzesrzeń maemayzą doyząą wsółzyków rędkoś. Kedy wszyske zmee ezależe osadaą określoą warość o sray erwoe wóre określa sę w sosób deermsyzy. Jeśl za omoą sra erwoyh wóryh osze sę rzesrzeń maemayzą o w akm rzyadk zawera oa wszyske zmee ezależe meody Craga Coa. zęk akem rozwąza rzesrzeń maemayzą moża zmeszyć do dwóh zmeyh ezależyh. Czas ray eksloaa blok eergeyzego dodae sę róweż ako zmeą do wymeoyh zmeyh z zasem ego eksloaa. zęk em moża zależć rzezywse waroś wsółzyków od zas eksloaa blok. W momee wrowadzea e zmee zyske sę zerowymarową rzesrzeń rozarywayh wsółzyków rędkoś. zęk wszyskm ym zmaom moża rzedsawć zależość korekyą za omoą rówań (5) oraz (6). lb f obl (5) lb f obl gdze: względy wsółzyk sra erwoyh wyrażoy roeowo [%] względy wsółzyk sra wóryh wyrażoy roeowo [%] τ zas eksloaa blok eergeyzego [laa]. (6) 3. REGRESJ LINIOW L WSPÓŁCZYNNIKÓW Φ ORZ Ψ Rozważae wsółzyk słżą do dagosyk rb arowyh. Pozwalaą am określć szakową welkość degrada moża e zyskać z rówań regres. Tesować możemy e za omoą regla kwadraowe lowe. W erwszym rzyblże wysarza regresa lowa aka była rozważaa rzedsawa sę ą za omoą wzorów a rzeloość φ ψ. Rówae lowe dla odhyłk względe wsółzyka rędkoś (Δφ) w% dla alsady kerowze rzedsawoo za omoą wzor (7): (Δφ) w% = τ+ 4 (7) Określea do wzor 7: sray erwoe w alsadze kerowze[%] sray wóre w alsadze kerowze [%] τ zas eksloaa blok eergeyzego [laa]. Rówae lowe dla odhyłk względe wsółzyka rędkoś (Δφ) w% dla alsady wrkowe osae zosało we wzorze (8): (Δψ) w% =C +C +C 3 τ+c 4 (8) Określea do wzor (8): sray erwoe w alsadze wrkowe [%] sray wóre w alsadze wrkowe [%] τ zas eksloaa blok eergeyzego [laa]. 99

8 MECHNIK 7/5 XIX Mędzyarodowa Szkoła Komerowego Wsomagaa Proekowaa Wywarzaa Eksloaa Podzas badaa ede z rb zadąe sę w olske elekrow zyskao wyk dla wsółzyka φ rzedsawoo go za omoą wzor (9) a dla wsółzyka ψ wzorem (). (Δφ) w% = τ (9) (Δψ) w% = τ () Wszyske wzory wymeoe w ym rozdzale waże są od mome owego kład łoakowego aż do hwl ego wymay o wymae kład łoakowego wsółzyk e ależy wylzyć od owa. Podsmową omówoa meoda ozwala a określee degrada w rbe bez orzeby demoaż rby. LITERTUR [] Głh J. (red.) : O zasosowa eroowyh symlaorów rzeływ rzez kaały łoakowe rb do wyzazaa sa refereyego w dagosye elo- -rzeływowe Wydawwo Polehk Gdańske Gdańsk 4. [] Głh J. : Celo-rzeływowe relae dagosyze w rhowyh warkah rzemysłowyh Gdańsk 7. [3] Peryz S.: Trby arowe gazowe Wydawwo Polehk Gdańske Gdańsk 988. [4] Chmelak T: Obeg ermodyamze rb elyh Maszyy rzeływowe om Polska kadema Nak Maszy Przeływowyh 988. [5] Szzeglaew.W.: Parowye rby Eerga Moskwa l976. [6] Krzyżaowsk J. Głh J.: Wływ model oblzeowego s regeerayego a koreke wsółzyków ekserymealyh sosowayh w ekóryh meodah oblzeowyh so rb arowyh Or. Wew. IMP PN 34/9 Gdańsk 99.