Устройство для моделирования судовой газотурбинной установки — SU 938290 (original) (raw)

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СфввтсиикСоциапистичвсиикреспублик(5 )М. Кл, 6 066 7/48 с присоединением заявки Рй(23) Приоритет Веударстюеб квинтет СССР аф далем эобретекиЯ и юткрытвЯ(71) Заявитель 2рого подключен к выходу блока модели- рования расхода воздуха и первому входу блока вычисления оборотов, соединенному с пятым входом блока моделирова.ния приведенных расходов, четвертый вход подключен к выходу блока моделирования расхода топлива, а выход - к второму входу блока вычисления оборотов, третий вход которого подключен к выходу блока моделирования нагрузки винта, четвертый и пятый входы - к выходам блоков моделировании относатеп ных перепадов температуры компрессоров, а остальные входы соединены с выходами блоков относительных перепадов температуры турбин. Кроме того, оно соде) жит блок вычнслепщ суммарной степени сжатия компрессоров, входы которого соединены с выходами бпоков модещровання характеристик компрессоров, а выход переключен к входам блоков моделирования относительных перепадов температуры турбин и входу блока мо депировання расхода воздухаЩ 1Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для исследования и проектирования систем автоматического управления судовых технических средств,По основчому авт. св. М 5179015 известно устройство для моделирования судовой газотурбикной установки, соде жащее блоки моделирования характеристик компрессоров, первые входы которых подключены к выходам блока вычисления оборотов, вторые входы - к выходам блока моделирования приведенных расходов, третьи входы - к блоку задания уставок, а выходы - к входам бпоков моделирования относительных перепадов температуры компрессоров и первому и второму входам блока моделирования щжведенных расходов, третий и четвертый входы которых подключены к выхо дам блоков моделирования относительных перепадов температуры компрессоров и первым двум входам блока моделирования камеры сгорании, третий вход кото(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СУДОВОЙ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИйй 200 4 45 3 бНедостатком этого устройства является недостаточная точность моделирования, так как оно не может быт использовано для имитащии процесса реверса газотурбинных установок, оборудованных турбинами заднего хода, щи одновременном контроле параметров турбокомпрессоров, Последнее объясняется тем, что отсутствуют элементы, модепнрукзцие изменение крутящего мо мента на турбинах переднего и заднего хода при перемещении реверсных органов.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей моделирования за счет моделирования реверса гаэмфурбинных установок.Эта цель достигается тем, что в устройство введены трн функциональных преобразователя, четыре блока перемножения, четыре усилителя, четыре сумматора, два квадратора, интегратор и блок задания относительных перемещений реверсных органов, щжчем выход блока вычисления суммарной степени сжатия подключен к входу первого функцнональ ного преобразователя, выход которого соединен с входом второго функционального преобразователя и входом первого усилителя, выход которого подключен к входу третьего функционального преобразователя, выход которого соединен с входом первого юйадратора и первым входом первого блока перемножения, выход которого подключен к первомувходу первого сумматора, выход первого квадратора соединен с входом второго усилителя, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, выход которого соединен с первым входом второго блока перемйожения, выход которого переключен к первому входу второго сумматора, выход блока моделирования нагрузки винта соединен с входом третьего усилителя, выход которого подкжочен к второму входу второго сумматора, выход которого соединен с входом интегратора, выход которого подключен к второму входу первого блока перемножения и первому входу третьего блока перемнсцкеция, выход второго функционального преобраэоватетя соединен с входом второго квадратора и вторым входом третьего блока перемножения, выход которого подключен к первому входу третьего сумматора, выход второго квадратора соединен с входом четвертого усилителя, выход ксеорого подключен к второму входу тртьего сумматора,выход которого соединен с первым входом четвертого блока перемножения, выход которого подключен к третьему входу второго сумматора, выход блока. за дани относителцйх перемещений реверсных органов соединен с вторым входомвторого блока перемножения и входомчетвертого сумматора, выход которогоподключен к второму входу четвертого30 блока перемножения,Кроме того, функписаиаьный преобраэоватеь содерхат квадратор, два уснлнтепй и сумматор, причем входы первогоусилителя и квадратора обьединены иИ являются входом преобразователя, выходкоторого соединен с выходом сумматора,выход которого подключен к выходу первого усилителя, выход квадратора соединен с входом второго усилителя, выходЗО которого подключен к второму входусумматора,Огноснтельные крутящие моменты,развиваемые турбинами переднего и заднего хода при впуске газа только в однуф из этих турбин могут быть определеныследующими соотношениями::Яф"- М "Хй,:-мй,: й)В. йй йа),где й - относительная мощность турбскойатрессорной части газотур, "у - бннной установкщещДкВ отиезтивнм мошекть турби 3)( пХ ны заднего хода;Мед" Йфф максимальные мощности тЛПХ ЭХ 6 нн переднего и заднего ходамии - относительное число оборотовгребного вала,40- отношение крутящего момента,развиваемого турбиной при заторможенном роторе, к момыту, развиваемому ею при тойже мощности установки на уотановивщемся рехщме работы.Приведенные . соотношенвя полученыпрн следуюйцкх допущениях.На установивппюсся режимах работывыполняются следуююие соотношения:ш г.ЯйСт=пжт йцкзетфожт - прк впуске газав турбину переднего хода;( еЭх)Ктф гтРЭХ;й;т= - Щж впуске газа=-Йф в турбину заднестго хода,фф Зависимость МЯ 1 прк Йсолямипрямолинейная,Огносительиая мощность турбокомпрессорной части газотурбннной установ 7топлива и блоков 3 и 4 моделирования относятельных перепадов температуры компрессоров. Вычисление оборотов тур бокомпрессоров осуществляется в блоке 12 вычисления оборотов, хны которого электрически связаны с выходами блоков 5 - 7 моделирования относительных перепадов температуры турбин и блоксе 3 и 4 моделирования относительных перпадов температуры компрессорсе, блока 8 моделирования расхода воздуха, блока 11 моделирования камеры сгорания и блока 15 моделирования нагрузки винта еВычисление суммарной степени сжатия на компрессорах осуществляется в блоке 13 вычисления суммарной степени сжатия компрессоров входы которого соединены с выходами блоков 1 и 2 моделирования характеристик компрессоров. Задание уставок осуществляется с помошью блока 14 задания уставок, а вычисление нагрузки винта в блоке 15 моделирования нагрузки винта.Вход функкнона 0 ьного преобразователя 16 электрически связан с выходом блока 13 вычисления суммарной степени сжатия компрессоров, а его выход электрически связан с входами функционального преобразователя 17 и усялителя 19, выход которого связан с входом функционапьного преобразователя 18. Выход функционального преобразователя 17 электрически связан с входом сумматора 25 через последовательно включенные квадратор 23 и усзлитель 20, а такжес первым входом блока 29 перемножения, второй вход которого электрически связан с выходом интегратора 33. Выход сумматора 25 электрически связан с первым входом блока перемиожейия 30, второй вход которого через сумматор 26 связан с блоком 34 задания относительных перемещений реверсных органов. Выход функционального преобразователя 18 электрически связан с входом сумматора 27 через последовательно включенные квадратор 24 и усилитопь 21, а также - с первым входом блока перемножения 31, второй вход которого электрически связан с выходом интегратора 33, Выход сумматора 27 электрически связан с первым входом блока перемножения 32, второй вход которого связан с блоком 34, а его выход элмтрически связан с первым входом сумматора 28, второй вход которого связан с выходом блока перемножения 30, а тре,преобразователя 18 вычисляется величина ( 1 к. й ), В масштабном усилителе 36 эта величина умножается на постоянный коэфющнент с 1 . В масштабном усилителе 37 сигнал МЗХ М умножается на постоянный коэфФщиент С и в су 4 маторе 38 сигналы с 1 МЗх ) и Сйзх М ) алгебраически складываются с постоянной уставкой С 3 Сформирован ный таким образом на выходе функционального преобразователя 18 сигнал равен й 3, М)Я В квадраторе 23 сигнал М ф 3 возводится во вторую степень, после чего в усилителе 20 сигнал й ф умножается на постоянный коэффициент с . В блоке перемножения 29 сигнал Ц умножается на сигнал из интегратора ЗЗ, равныи относительному числу оборотов гребного вала й . И сумматоре 25 сигналы и.й и и Яф влгебранческн складываются, в результате на выход 10 13 20 23 30 3 тий - с выходом блока 15 моделирования нагрузки винта через усялитель 22,В фуйкциональном преобразователе 16 происходит вычисление относято 1 ьной мощности М турбокомпрессорнойчасти гаэотурбинной установки. При этомв квадраторе 35 вычисляется величйва,равная квадрату суммарной степенисжатия компрессоров д. В масштабном усялителе 36 эта величина умножается на постоянный коэффициент с 11. В усилителе 37 сигнал, равный и, умножается на другой постоянный коэффициент с и в сумматоре 38 происходит алгебраическое слежение сигналов ОГ й се 3, с постоянной уставкой с . Сформированный таким образом на выходе функционального преобразователя 16 сигнал равен И, В функциональном преобразователе 17 происходит вычисление величины К 3. Прн этом в квадраторе 35 функционального преобразователя 17 вычисляется величина й 1, в масштабном усилителе 36 эта величина умножается на постоянный коэфцциент Ь, в усилителе 37 сигнал й умножается на постоянный коэффициент Ъ и в сумматоре 38 сягнвлы Ъйи и й алгебраически складываются с постоянной уставкой Ь. Сформированный таким образом на выходе функционального преобразователя 17 сигнал равен М "13, В усилителе 19 сигнал К умножается на постоянный коэффщнент, равныи относительной мощности турбины заднего хода й Ъх, В функциональном преобразователе 18 происходит вычисление величины (8 Х )При этом в квадраторе 35 функционального261. Устройство для моделирования судовой гаэотурбкнной установки по авт. Св.Ы 517901, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с цепью расширения функпноналып схвозможностей эа счет моделированияреверса гаэотурбинной установж, в неговведены три функциональных нреобразователя, четыре блока перемножения, четыре усилители, четыре сумматора, дваквадратора 1 интегратор и блок эадввияотносительных перемещений реверсныхорганов, щшчем выход блока вычислениясуммарной степени сжатия подключен квходу первого функционального преобразователя, выход которого соединен свходом второго функционального преобразователя и входом первого усилителя,выход которого подуапочен к входу третьего: функционального преобразователя, выходквааратора и первым входом блока пере 49.: множения, выход которого поаключен кпервому входу первого сумматора, выхоапервому входу первого сумматора, выходпервого квадратора соединен с входом второго усилителя, выход которого подключев 45к второму входу второго сумматора, выход которою соединен с первым вхсдрмвторого блока перемнсикения, выход когорого подключен к. первому входу второ; го сумматора, выход блока моделирования нагрузки винта соединен с входом, третьего усюителя, выход которогоподключен к второму входу втоРОГОсумматора, выход которого соеащен свходом интегратора, выход которого фф подключен к второму входу первогоблока перемножения и первому входутретьего блока перемножения, выходМ щтп ч абу и 9 93сумматора 25 формнру ф Ра ный относительному крутюаему моменту. ,М;, развиваемому турснщой переднего; хода при впуске газа только в эту тур бину. Сигнал, равный Относительному перемещению реверсных органов , формируется в блоке 34 посредством зада ния уровня электрического сигнала оператором, Прс этом 8 =О, соответствует впуску гаэа только в турбину переднего хода, а В - 1 соответствует впуску : газа только в турбину заднего хода. В . сумматоре 26 сигнал, равный В, вычитается из постоянного сигнала, равного 1, после чего сигнал, равный (1 - В ), умножается в блоке перемножения 30 на сигнал, равный Мп . На выходе из блока перемножения 30 формируется сигнал (1 - б ) Мпх., равный относнтепьно : му крутящему моменту, развиваемому турбиной переднего хода щш перемещении Реверсных Органов в промежуточное положение. В квадраторе 24 сигнал Й Й)"фвозводится во вторую степень, после чего в усилителе 21 сигнал (Мх Й) фзумножается на постоянный коэффициент -,сс. В блоке перемножения 31 сигнал йх М)фа умножается на сигнал из интегратора 33, равный й . В сумматоре 27 сигналы -с(фы й)н п МЗХ й)1 З алгебраическн складываются, В результате на выходе сумматора 27 формирум ется сигнал, равный относительному крутящему моменту М., развиваемому турбиной заднего хода прн впуске газа только в эту турбину. Этот сигнал улмножается в блоке 32 перемножения на сигнал из блока 34, равный относитеп- ному перемецению Я реверсных органов. В результате на выходе блока 32 перемножения формируется сигналР эх.В усилителе 22 сигнал иэ блока 15 моделирования нагрузки винта, равный моменту сопротивления на винте Мв, умножается на постоянный коэффициент, равный 1(ио, где мйо - момент сопротивления, развиваемый винтом на номинальном установившемся режиме работы. С выхода усилителя 22 сигнал, равный относительному моменту сопротивлеющ на винте, поступает на вход сумматора 28, где Он алгебранческн складывается с сигналами иэ блоков 30 и 32 перемножения, равныля(1-8).Мди 3 - М , В результате на выходе сумматора 28 формируется сягнал 1 пропОрциОнальныя скОРости изменения числа Оборотов Греб ного вала. Этот сигнал поступает на ин, тегратор ЗЗ, где формируется сигнал,6200, 10равныи относительному числу оборотовгребного вала й,Реашиапия предпагаемого устройстваможет быть выполнена на электрощыхэлементах, серийно выпускаемых отечествапюй промьппленностью.Использование предлагаемого устроя-:ства позволяет имитировать реверс гаэо-турбинной установки при одновременном 1 ф южтроле параметров турбокомпрессоровв процессе исследования мвневрепыххарактеристик судов, определения рациональных законов управления их Реверсомеа также при исследовании и отладке сис тем 3 правли 1 ия жВерсом Газотурбиннойустановкие формула изобретения1.1 036200 12Йя соедяйей с Входом второго квадрато-:2. Устройство по и, 1, о т л н ч а в.ра а вгорым Входом третьео блокаш е е с я тем, что каждый фующнонап переМноження, выход второго ноааао-ный преобраэоватмь содерант квадратор, чен к первому Входу третьео суммато два усзвителя н сумматор, щачем вхсдыра, выход второго квад 3 атюра соединен й переюго усватея и квадратора обьвюь с входом четвертого язюйтиияв выход пены н явавогся юрдом фуюоаональнокогорого подключен к второму щажу го преобраэоватеа, выход котррого соетретьего сумиатора, выход ксторщо дица с выходом сумматора, первый соедннен с первым входом четвертоговход которого 3 ищюпочюО к выходу пер бюка переайжеав, выход которого 1 ф вого усзяатепя, выход квадратора соедк поЮцпофие к третьему входу второго . Вен с входом второго усилнтеля, выход сумматорау выход блока энд 636 я Отноюфф которого подюпочяО к второму входу сзттепьных перемедений реверсных ор- сумматора. гансе соедаив с вторим аищом второ-. Источники ню 4 ормазин, го блока перемнаження и входом четвер у принятые во внимание щи экспертизе :тжо сумматора, выход которого подкл 3 о. Авторское свндетельство ОР чен к второму входу четвертого блока М 517901, кл. 6 067/48, 1976 перемножения.(протопил). ВНИИПИ Заказ 4466/73 Тираж 731 Подписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,

Смотреть

Устройство для моделирования судовой газотурбинной установки