Gas pressure pulsations are one of the main parameters taken into account in gas turbine engine development. Therefore, special attention is paid to the accuracy of measuring pressure fluctuations. A high temperature of gas flow, sensor's size limitations in many cases do not allow it to be installed directly at the measurement point. There is a need to connect the sensor to the process using a waveguide channel (waveguide). It is known that resonant oscillations occur in the waveguide, leading to an additional dynamic error of the measuring channel. To improve the accuracy of measuring pressure fluctuations, corrective elements are used. A device consisting of a pressure pulsation sensor, a waveguide connected to the process, and a correction element is called a pressure pulsation probe in technical literature. In foreign and domestic literature there is a large amount of information on probes, but because of the variety of schemes of probe correction selecting those that would provide the required accuracy of measurement of pressure pulsations always poses a challenge. Therefore, taking into account the constant increase in the energy intensity of modern engines, and, accordingly, the increase in the temperature of working media, the authors analyzed the effectiveness of corrective elements on the basis of available patents, articles, and monographs. The article considers hardware and software schemes of correction of dynamic characteristics of acoustic probes based on corrective elements with distributed and lumped parameters. The advantages and disadvantages of the schemes are pointed out. Information on methods of calculating frequency characteristics of probes and their digital correction in the processing of experimental data is presented. The article will be of interest to developers of pressure pulsation probes and engineering and technical workers involved in GTE refinement.
1 Открытое акционерное общество «Кузнецов», г. Самара 2 Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет) Для определения влияния неоднородности воздушного потока на входе в двигатель на запас газо-динамической устойчивости компрессора проводятся специальные испытания. Для этой цели в расходо-мерном коллекторе двигателя устанавливаются акустические зонды для измерения пульсаций давления. Зонды устанавливаются по окружности коллектора под углом 90° относительно его оси. Учитывая ма-лость амплитуд пульсаций скоростного напора в коллекторе, в акустическом зонде предусмотрена уста-новка датчика давления дифференциального типа. В основной вход датчика направляется заторможен-ный 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 техническо-го задания проведены частотные испытания акустических зондов. Результаты исследований показывают, что разработанный акустический зонд позволяет измерять пульсации давления во входном расходомер-ном коллекторе газотурбинного двигателя с динамической погрешностью не более ±10 % в частотном диапазоне 2-300 Гц. Введение В настоящее время перед конструк-торами ставится ряд ответственных задач по созданию конкурентоспособных газо-турбинных двигателей (ГТД) как авиаци-онного, так и наземного применения. При решении указанных задач важная роль отводится измерению пульсаций давления потока воздуха или газа в отдельных се-чениях двигателя [1 -3].Стало традицией в практике иссле-дования пульсаций полного давления воз-душного потока на входе в двигатель применять значительное число (до не-скольких десятков) датчиков, устанавли-ваемых в специальных гребёнках. Наи-лучший вариант заключается в установке датчиков пульсаций давления непосредст-венно в точке измерения [4,5], но в боль-шинстве случаев он не может быть вы-полнен из-за невозможности установки датчиков без разборки двигателя или из-за недостаточной надёжности датчика при работе в условиях высоких температур, вибраций, запылённого воздуха. Послед-нее обстоятельство может привести к перфорации чувствительного элемента датчика (мембраны) песчинками, содер-жащимися в воздухе. Возможно проявле-ние эффекта налипания твёрдых частиц, образующихся в тракте в процессе работы двигателя, на мембране датчика со сторо-ны динамического входа в датчик давле-ния, что, в свою очередь, приводит к из-менению частотной характеристики дат-чика давления, а в дифференциальных датчиках ещё и вызывает нарушение ли-нейности характеристики.Для определения запасов устойчиво-сти двигателя к неоднородностям воз-душного потока на его входе проводятся специальные испытания по определению
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Copyright © 2025 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.