[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.Jest to bardzo istotne ze względu na to, że zjawisko niestatecznej pracy sprężarki powstaje w krótkim czasie.Pomiary ciśnienia zostały wykonane co 0,2ms.Czujniki ciśnienia zostały umieszczone za kierownicą wstępną, między stopniami sprężarki oraz na wylocie ze sprężarki (rys.5.14).Rys.5.14 Sprężarka TFE1042 i rozmieszczenie czujników w układzie pomiarowym [6]W celu wykrycia pompowania w sprężarce wykorzystano pomiar ciśnienia na wlocie i na wylocie sprężarki.Prędkość obrotowa wirnika silnika była stopniowo zwiększana, aż do chwili wystąpienia zjawiska pompażu.Pompowanie w sprężarce wystąpiło dla 80% maksymalnej prędkości obrotowej, co jest równoważne 14 624 obr/min.Przeprowadzono także badanie porównujące zachowanie się sprężarki ze stopniem odśrodkowym i sprężarki bez stopnia odśrodkowego podczas pompażu.5.2.2 Wyniki badania eksperymentalnegoBadania eksperymentalne przeprowadzone na sprężarce TFE1042 dały wyniki przedstawione poniżej.Obrazują one trzy cykle pompażu, które wystąpiły podczas pracy sprężarki.Każdy cykl pompażowy trwa ok.0,3 sek.Rys.5.15 Ciśnienie całkowite na wlocie do sprężarki [6]Rys.5.16 Ciśnienie całkowite na wylocie ze sprężarki [6]Rys.5.17 Stosunek ciśnienia wyjściowego do ciśnienia wejściowego [6]Rys.5.18 Masowe natężenie przepływu [6]Jak widać na otrzymanych wynikach, pompaż jest zjawiskiem, które może rozwinąć się w bardzo krótkim czasie.Na rys.5.17 przedstawiono stosunek ciśnienia wyjściowego do ciśnienia wejściowego.Podczas pompażu, w miejscu gdzie nastąpił koniec dławienia przepływu, stosunek ten osiągnął wartość 1.2.Oznacza to, że ciśnienie na wyjściu sprężarki jest niemal równe ciśnieniu na jej wejściu.Początek przepływu zwrotnego nastąpił pośrodku między najwyższą a najniższą wartością na wykresie.Dzieje się tak dlatego, że przepływ zwrotny powstaje wtedy, gdy ciśnienie wyjściowe jest wyższe niż wejściowe.Czas między stabilną pracą sprężarki a początkiem dławienia przepływu wyniósł 1.6ms.Doskonale to obrazuje jak szybko może nastąpić niestateczna praca sprężarki.Gdy nastąpił koniec dławienia przepływu minęło 0.8ms do początku wzrostu ciśnienia do prawidłowego stanu.Kolejne badanie przeprowadzono na sprężarce z odśrodkowym i bez odśrodkowego stopnia oraz sprawdzono, w jaki sposób będą się one zachowywać podczas pompażu.Czujniki rozmieszczono za poszczególnymi stopniami sprężarki, oraz za kierownicą wstępną i na wylocie ze sprężarki.Prędkość obrotowa wirnika silnika wynosiła 97.5%.Rysunki 5.19 i 5.20 przedstawiają przebiegi ciśnień w tych sprężarkach podczas wystąpienia pompowania.Rys.5.19 Przebiegi ciśnienia w czasie poszczególnych punktach pomiarowych podczas pompażu w sprężarce ze stopniem odśrodkowym [6]Rys.5.20 Przebiegi ciśnienia w czasie poszczególnych punktach pomiarowych podczas pompażu w sprężarce bez stopnia odśrodkowego [6]gdzie:A - początek zjawiska pompażu, sprężarka przestaje pracować statecznie,B - maksymalne nadciśnienie podczas pompażu,C - minimalny przepływ w sprężarce,D - najmniejsze ciśnienie, sprężarka zaczyna ponownie pompować,E - powrót sprężarki do pracy statecznej.Rys.5.21 Porównanie wyników badanych sprężarek [6]Czas potrzebny na przejście ze stanu stabilnej pracy sprężarki do punktu o największym ciśnieniu wstecznym (A-B) jest dłuższy w sprężarce z dodatkowym stopniem odśrodkowym.Dzieje się tak dlatego, że sprężarka ma bardziej zdławiony przepływ, ograniczający wydmuchy powietrza.Dzięki temu sprężarce ze stopniem odśrodkowym zajmuje więcej czasu przejście między punktami B-C i C-D.Jednakże przejście z pompażu do statecznej pracy sprężarki (D-E) w sprężarce z dodatkowym stopniem odśrodkowym było niemalże 5 razy krótsze.Sprężarka ta wróciła szybko do stanu statecznego, ponieważ duża część przyrostu ciśnienia w stopniu odśrodkowym pochodzi z przepływu w kierunku promieniowym.Dalsze badania zjawiska pompażu w sprężarkach osiowych zostaną przeprowadzone z zastosowaniem analizy falkowej.6.Analiza wyników za pomocą przekształcenia falkowego6.1 Podstawy analizy falkowej [5]Analiza falkowa pozwala dekomponować proces na składowe częstotliwościowe o różnych okresach.Za jej pomocą można przeprowadzać badania sygnałów zarówno stacjonarnych jak i niestacjonarnych.Analiza falkowa pozwala na precyzyjne rozpoznawanie lokalnych charakterystyk sygnałów, co znakomicie nadaje się do badania procesów o charakterze przejściowym.Transformata falkowa dokonuje dekompozycji sygnału na funkcje składowe, a analizy dokonuje się za pomocą tzw.falek.Falki są odmianą jednej funkcji bazowej o zmieniającej się skali (częstotliwości) i pozycji (przesunięcia w czasie).Przykładowe falki przedstawia rys.5.22.Współczynniki falkowe wyznacza się ze wzoru:(6 [ Pobierz całość w formacie PDF ]
zanotowane.pl doc.pisz.pl pdf.pisz.pl matkasanepid.xlx.pl
.Jest to bardzo istotne ze względu na to, że zjawisko niestatecznej pracy sprężarki powstaje w krótkim czasie.Pomiary ciśnienia zostały wykonane co 0,2ms.Czujniki ciśnienia zostały umieszczone za kierownicą wstępną, między stopniami sprężarki oraz na wylocie ze sprężarki (rys.5.14).Rys.5.14 Sprężarka TFE1042 i rozmieszczenie czujników w układzie pomiarowym [6]W celu wykrycia pompowania w sprężarce wykorzystano pomiar ciśnienia na wlocie i na wylocie sprężarki.Prędkość obrotowa wirnika silnika była stopniowo zwiększana, aż do chwili wystąpienia zjawiska pompażu.Pompowanie w sprężarce wystąpiło dla 80% maksymalnej prędkości obrotowej, co jest równoważne 14 624 obr/min.Przeprowadzono także badanie porównujące zachowanie się sprężarki ze stopniem odśrodkowym i sprężarki bez stopnia odśrodkowego podczas pompażu.5.2.2 Wyniki badania eksperymentalnegoBadania eksperymentalne przeprowadzone na sprężarce TFE1042 dały wyniki przedstawione poniżej.Obrazują one trzy cykle pompażu, które wystąpiły podczas pracy sprężarki.Każdy cykl pompażowy trwa ok.0,3 sek.Rys.5.15 Ciśnienie całkowite na wlocie do sprężarki [6]Rys.5.16 Ciśnienie całkowite na wylocie ze sprężarki [6]Rys.5.17 Stosunek ciśnienia wyjściowego do ciśnienia wejściowego [6]Rys.5.18 Masowe natężenie przepływu [6]Jak widać na otrzymanych wynikach, pompaż jest zjawiskiem, które może rozwinąć się w bardzo krótkim czasie.Na rys.5.17 przedstawiono stosunek ciśnienia wyjściowego do ciśnienia wejściowego.Podczas pompażu, w miejscu gdzie nastąpił koniec dławienia przepływu, stosunek ten osiągnął wartość 1.2.Oznacza to, że ciśnienie na wyjściu sprężarki jest niemal równe ciśnieniu na jej wejściu.Początek przepływu zwrotnego nastąpił pośrodku między najwyższą a najniższą wartością na wykresie.Dzieje się tak dlatego, że przepływ zwrotny powstaje wtedy, gdy ciśnienie wyjściowe jest wyższe niż wejściowe.Czas między stabilną pracą sprężarki a początkiem dławienia przepływu wyniósł 1.6ms.Doskonale to obrazuje jak szybko może nastąpić niestateczna praca sprężarki.Gdy nastąpił koniec dławienia przepływu minęło 0.8ms do początku wzrostu ciśnienia do prawidłowego stanu.Kolejne badanie przeprowadzono na sprężarce z odśrodkowym i bez odśrodkowego stopnia oraz sprawdzono, w jaki sposób będą się one zachowywać podczas pompażu.Czujniki rozmieszczono za poszczególnymi stopniami sprężarki, oraz za kierownicą wstępną i na wylocie ze sprężarki.Prędkość obrotowa wirnika silnika wynosiła 97.5%.Rysunki 5.19 i 5.20 przedstawiają przebiegi ciśnień w tych sprężarkach podczas wystąpienia pompowania.Rys.5.19 Przebiegi ciśnienia w czasie poszczególnych punktach pomiarowych podczas pompażu w sprężarce ze stopniem odśrodkowym [6]Rys.5.20 Przebiegi ciśnienia w czasie poszczególnych punktach pomiarowych podczas pompażu w sprężarce bez stopnia odśrodkowego [6]gdzie:A - początek zjawiska pompażu, sprężarka przestaje pracować statecznie,B - maksymalne nadciśnienie podczas pompażu,C - minimalny przepływ w sprężarce,D - najmniejsze ciśnienie, sprężarka zaczyna ponownie pompować,E - powrót sprężarki do pracy statecznej.Rys.5.21 Porównanie wyników badanych sprężarek [6]Czas potrzebny na przejście ze stanu stabilnej pracy sprężarki do punktu o największym ciśnieniu wstecznym (A-B) jest dłuższy w sprężarce z dodatkowym stopniem odśrodkowym.Dzieje się tak dlatego, że sprężarka ma bardziej zdławiony przepływ, ograniczający wydmuchy powietrza.Dzięki temu sprężarce ze stopniem odśrodkowym zajmuje więcej czasu przejście między punktami B-C i C-D.Jednakże przejście z pompażu do statecznej pracy sprężarki (D-E) w sprężarce z dodatkowym stopniem odśrodkowym było niemalże 5 razy krótsze.Sprężarka ta wróciła szybko do stanu statecznego, ponieważ duża część przyrostu ciśnienia w stopniu odśrodkowym pochodzi z przepływu w kierunku promieniowym.Dalsze badania zjawiska pompażu w sprężarkach osiowych zostaną przeprowadzone z zastosowaniem analizy falkowej.6.Analiza wyników za pomocą przekształcenia falkowego6.1 Podstawy analizy falkowej [5]Analiza falkowa pozwala dekomponować proces na składowe częstotliwościowe o różnych okresach.Za jej pomocą można przeprowadzać badania sygnałów zarówno stacjonarnych jak i niestacjonarnych.Analiza falkowa pozwala na precyzyjne rozpoznawanie lokalnych charakterystyk sygnałów, co znakomicie nadaje się do badania procesów o charakterze przejściowym.Transformata falkowa dokonuje dekompozycji sygnału na funkcje składowe, a analizy dokonuje się za pomocą tzw.falek.Falki są odmianą jednej funkcji bazowej o zmieniającej się skali (częstotliwości) i pozycji (przesunięcia w czasie).Przykładowe falki przedstawia rys.5.22.Współczynniki falkowe wyznacza się ze wzoru:(6 [ Pobierz całość w formacie PDF ]