2. Объект исследования и система измерений

“Экспериментальные” исследования проводятся на объекте, который адекватен по функционированию физической установке типа одноступенчатая паровая турбина. Характеристики указанного объекта генерируются с помощью моделирующей программы, реализующей расчет турбинной ступени на переменный режим.

Схема установки с указанием мест присоединения измерительных приборов приведена на рис. 1.

1

Рис. 1. Схема исследуемой турбинной ступени

Пар от источника через регулирующий клапан 1 подводится к турбине, в корпусе которой установлена исследуемая ступень. С помощью клапана 1 можно поддерживать постоянными заданные параметры пара (давление - и температуру ) перед сопловой решеткой ступени. Из турбины пар отводится по патрубку через клапан 9 в резервуар с низким давлением. Клапан 9 позволяет поддерживать постоянным давление пара за ступенью.

В данной лабораторной работе исследуется обычная ступень давления, состоящая из сопловой решетки 3, закрепленной в корпусе турбины, и рабочей решетки 4, установленной на диске, насаженном на валу турбины 5. Вал вращается на подшипниках 6 и имеет муфту 7.

Мощность, развиваемая ступенью, воспринимается нагрузочным устройством 8. В условиях физических моделей в качестве нагрузочных устройств могут быть использованы либо гидротормоза, либо электрогенераторы, т.е. устройства, мощность которых может быть легко и надежно замерена.

Для получения характеристик ступени объект оснащен системой измерений. Следует отметить, что в моделирующей программе генерируются только те величины, которые можно измерять на физической модели. Схема измерения (рис.2) включает следующие датчики и соответствующие измеряемые параметры:

- параметры пара перед ступенью:

а) зонд полного давления - измеряет давление торможения на входе в сопловую решетку ;

б) датчик температуры - измеряет температуру торможения на входе в сопловую решетку ;

- параметры пара в зазоре между сопловой и рабочей решетками:

а) зонд статического давления - измеряет статическое давление в зазоре ;

б) зонд полного давления - измеряет давление торможения в зазоре ;

в) датчик температуры - измеряет температуру торможения в зазоре ;

г) датчик угломер - измеряет угол выхода потока из сопловой решетки ;

- параметры пара за рабочей решеткой:

а) зонд статического давления - измеряет статическое давление за рабочей решеткой ;

б) зонд полного давления - измеряет давление торможения за рабочей решеткой ;

в) датчик температуры - измеряет температуру торможения за рабочей решеткой ;

г) датчик угломер - измеряет угол выхода потока из рабочей решетки ;

д) зонд статического давления - измеряет статическое давление на срезе рабочей решетки ;

- общие характеристики ступени:

а) расходомер - измеряет расход пара через ступень ;

б) частотомер - измеряет частоту вращения вала ступени ;

в) датчик измерения мощности - измеряет внутреннюю мощность ступени .

Все датчики измерения параметров пара закреплены на неподвижных элементах турбины (корпусе), т.е. измеряются параметры пара в абсолютном движении.