Definition of models to determine the gas temperature at the inlet of the turbine's rotor in a life-time monitoring system

Abstract

A life-time monitoring system is developed to predict the life-time of engines used in a gas pumping station. Four different models are presented to calculate the gas temperature at the inlet of the turbine’s rotor, all the models are based on well known thermodynamic process taking place in the engine. Coefficients that include the not measured engine parameters are calculated by regression. The engine working cycle was simulated to generate data for model development and verification. Additional engine working cycle simulations were made taking into account three different defects for additional verification of the models. The model that describes the best the behavior of the gas temperature has been separated.

Розробляється система моніторингу ресурсу привідних газотурбінних двигунів газоперекачувальних агрегатів. Розглянуто моделі для визначення температуру газу на вході до робочого колеса турбіни за відомими значеннями вимірюваних параметрів. Всі ці моделі базуються на використанні термогазодинамічних рівнянь робочого процесу. Значення коефіцієнтів цих рівнянь, які об’єднують не вимірювані параметри; подані регресійними залежностями від режиму. Для визначення цих залежностей і аналізу результатів використано нелінійну по вузлову модель двигуна. Додаткові розрахунки дозволили проаналізувати вилив на точність визначення температуру газу трьох дефектів проточної частини. У результаті визначено найкращу з розглянутих моделей.

Разрабатывается система мониторинга ресурса приводных газотурбинных двигателей газоперекачивающих агрегатов. Рассмотрены четыре модели для определения температуры газа на входе в рабочее колесо турбины по известным значениям измеряемых параметров. Все эти модели основаны на использовании термогазодинамических уравнений рабочего процесса. Значения коэффициентов этих уравнений, объединяющих не измеряемые параметров, представлены регрессионными зависимостями от режима. Для определения этих зависимостей и анализа результатов использована нелинейная поузловая модель двигателя. Дополнительные расчеты позволили проанализировать влияние на точность определения температуры газа для трех дефектов проточной части. В результате определена лучшая из рассмотренных моделей.