Здравствуйте, дорогие друзья!
Если вы регулярно читаете мой блог, то наверное помните, что некоторое время назад я публиковал результаты своих опытов по разным способам достижения целей – эксперименты с бегом. История эта получила неожиданное продолжение. Знаете, как в пословице: одно хорошее начинание следом за собой ведёт другое. Так и у меня произошло – моя философия, заключающаяся в “отрешении” от целей и концентрации на конкретных действиях получила подтверждение в виде системы GTD – Getting Things Done (доведение дел до завершения). Автор методики Дэвид Аллен подробно описал её в своей книге “Как привести дела в порядок”. Что это за система, я расскажу ниже, а пока давайте порассуждаем, почему человек часто не добивается целей. Все проблемы, по которым мы не достигаем, чего хотим, можно свести всего к двум проблемам:
- мы не знаем что делать, для реализации цели
- мы знаем что делать, но не доводим дела до завершения.
Как решить первую проблему? Нужны идеи. Где взять идеи и как их сгенерировать? Как притянуть идею? Ну во-первых, для того, чтобы поместить что-то (в нашем случае идею) куда-то (в нашем случае голова), там должно быть место. То есть “оперативная память” должна периодически очищаться, чтобы туда могла войти новая идея. Для того чтобы очистить “оперативную память” необходимо информацию выгружать на внешний носитель. Тогда освобождается место для новых идей. Поэтому необходимо вести записи всех дел, идей и мыслей, которые приходят в голову.
Во-вторых, очень важно, чтобы во время работы над каким-то “действием” в нашей голове были только мысли по поводу этого “действия”. И мы не думали бы о том, что ребенка надо забрать из школы, вечером зайти к родителям, а через два часа нам должен позвонить партнер по бизнесу. Но и забыть про эти дела нельзя. Значить эти дела должны быть в непосредственной близости и мы в любой момент могли к ним обратиться, но с другой стороны, они не должны быть в нашей голове, а должны быть вынесены на внешний “хранитель информации”. В классической системе GTD таким хранилищем являются корзина и папки. В моем случае – это блокнот Evernote и программа Doitim. Более подробно об организации всей системы я расскажу в одном из своих следующих постов или даже скорей всего в нескольких постах.
Итак, первую проблему можно решить периодически опустошая “голову” “выписыванием” на бумагу или в doc. файл мыслей, идей, дел. Выписыванием, не в смысле вырисовыванием букв, а в смысле “выливанием”, очищением. 🙂 А затем уже последующей обработкой информации. Таким образом мы создаем постоянный поток. Мысли приходят, мы их записываем, новые приходят – мы их опять записываем, организуем по системе и так далее. Рано или поздно из большого количества случайных мыслей рождаются ценные идеи. Идеи обрабатываются, трансформируются в конкретные действия, а затем уже, выполняя конкретные действия, мы добиваемся целей. Ведение блога в этом деле, кстати, тоже играет не последнюю роль…
Кстати, помню раньше анекдот такой был:
Бабушка говорит своему внуку лётчику-истребителю:
Ты, внучок, летай потише, да пониже.
Не знала старушка, что у лётчиков — чем быстрей и выше, тем эффективней и безопасней.
В жизни так же: чем масштабнее ваше мышление, чем глобальнее ваши проекты, тем больше шансов не успех.
Конечно, всю философию системы трудно уместить в размер поста, да это и не нужно. Кто захочет ближе с ней познакомиться и “попробовать на вкус”, может прочитать книгу Дэвида Аллена “Как привести дела в порядок”.
А в следующей статье инструменты для GTD я расскажу о том, как ей пользоваться и какие сервисы позволяют реализовать GTD в жизни.
Следите за новостями блога.
При испытаниях определяются характеристики топливной системы и подтверждается работоспособность ее агрегатов в течение заданного времени, в том числе при отсутствии очистки топлива в топливном фильтре. Для этого в топливо добавляется определенное количество загрязняющих веществ. Проверяется также работоспособность агрегатов на топливе, насыщенном водой, во всем рабочем диапазоне расходов и давлений.
Для проверки возможности кавитационной эрозии деталей при испытаниях должны быть воспроизведены условия, способствующие ее возникновению, в частности производится насыщение топлива воздухом в соответствии с ожидаемыми условиями эксплуатации. Определение кавитационных характеристик агрегатов должно проводиться на «свежем» топливе, подаваемом из отдельного бака, чтобы газонасыщенность топлива не уменьшалась в процессе испытаний.
Весьма эффективными для выявления дефектов являются вибрационные испытания функционирующих агрегатов САУ (испытания на виброустойчивость). Воздействие синусоидальных вибраций выявляет до 30% дефектов, а случайных вибраций за небольшое время — более 80% дефектов. При испытании с воздействием вибраций по одной оси выявляется примерно 60%. .70% дефектов, по двум осям — 70%. .90%, а по трем — до 95%.
Полунатурные стенды с обратной связью позволяют проводить исследования характеристик САУ и отдельных ее агрегатов при работе в замкнутой схеме. Это обеспечивается сопряжением аппаратуры САУ с математической моделью ГТД, работающей в реальном времени. Основой стенда являются регулируемый по частоте вращения электропривод постоянного тока для насосов, регуляторов, датчиков и других приводных устройств и вычислительный комплекс с математической моделью двигателя, позволяющей воспроизводить его характеристики по всем регулируемым параметрам и управляющим органам. Работа стенда обеспечивается рядом технологических систем: топливной, воздушной (для высокого давления и вакуумной), масляной, водоснабжения, вентиляции, пожаротушения.
Сигналы, характеризующие изменение измеряемых в САУ параметров для регулирования и контроля, поступают из модели двига
теля на преобразователи-имитаторы датчиков, на выходе которых характеристики сигналов соответствуют получаемым с датчиков САУ. Эти сигналы подаются на входы агрегатов системы управления (электронных, гидромеханических, пневматических) и на блок управления электроприводами, служащими для имитации вращения валов двигателя. От вала одного из электродвигателей вращение передается в двигательную коробку приводов, а через нее — на приводные агрегаты САУ и топливной системы, установленные на стенде.
Регуляторы двигателя
Регуляторы двигателя на стенде, как и при работе на двигателе, взаимодействуют со всеми устройствами, входящими в САУ (преобразователями, насосами, приводами органов механизации проточной части двигателя), формируя управляющие воздействия на двигатель. Для ввода в математическую модель двигателя сигналов, характеризующих эти воздействия, на стенде имеются преобразователи, осуществляющие необходимое преобразование и нормирование регулирующих факторов.
Нагрузки на регулирующие органы двигателя имитируются с помощью системы силовой загрузки. Компенсацию динамических погрешностей стендовых преобразователей осуществляет заложенная в компьютер стенда программа обеспечения динамики стенда. В комплекс стендового оборудования входят устройства для задания внешних воздействий на аппаратуру САУ (вибростенд, термобарокамера). Анализ результатов испытаний, в том числе экспресс-анализ, обеспечивает автоматизированная система сбора и обработки информации.
Мощность силовых электроприводов стенда составляет 20. .600 кВт, точность поддержания частоты вращения на установившихся режимах 0,1%. .0,2%, диапазон устойчивого поддержания частоты вращения 10%. .110%, время изменения частоты вращения от 5% до 100% — 0,5. .0,8 с. Физическая частота вращения выходных валов приводов соответствует частоте вращения роторов двигателя, система управления которого испытывается на стенде.
В гидросистеме загрузки силовых органов управления используются плунжерные насосы регулируемой производительности (по числу загружаемых приводов), которые могут работать каждый отдельно и параллельно на одного потребителя. Рабочая жидкость в этой системе — самолетная гидросмесь с давлением ртах = 21 МПа и объемным расходом жидкости Q = 1. 8 л/с.
Необходимая точность воспроизведения характеристик двигателя с помощью стендовой математической модели составляет 1%. .3% на установившихся режимах работы и 5%. .7% — на переходных.
На стенде агрегаты САУ могут устанавливаться в двух вариантах: путем полного воспроизведения компоновки агрегатов на двигателе (для этого может использоваться двигатель-имитатор, привод валов которого осуществляется через редуктор от электроприводов стенда) или на отдельно установленной штатной коробке приводов.
Подобные стенды позволяют определять характеристики систем и агрегатов на установившихся и переходных режимах работы в замкнутой и разомкнутой схемах, проводить анализ располагаемых запасов устойчивости регулирования, выполнять отработку взаимодействия отдельных контуров и агрегатов, исследовать влияние возмущений и внешних факторов, работоспособность САУ при отказах.
Несмотря на многообразие систем запуска газотурбинных двигателей, они все имеют стартер, обеспечивающий предварительную прокрутку ротора двигателя, источник энергии, необходимый для работы стартера, устройства, обеспечивающие подачу топлива и зажигание горючей смеси в камерах сгорания, агрегаты, обеспечивающие автоматизацию процесса запуска. Наименование систем запуска определяется типом стартера и источником питания.
К системам запуска предъявляются следующие основные требования, которые направлены на обеспечение:
надежного и устойчивого запуска двигателя на земле в диапазоне температур окружающего воздуха от — 60 до +60 °С. Допускается предварительный подогрев ТРД при температуре ниже — 40 °С, аТВД — ниже — 25 °С;
надежного запуска двигателя в полете во всем диапазоне скоростей и высот полета;
продолжительности запуска ГТД, не превышающей 120 с, а для поршневых 3…5 с;
автоматизации процесса запуска, т. е, автоматического включения и выключения всех устройств и агрегатов в процессе запуска двигателя;
автономности системы запуска, минимальных затрат энергии на один запуск;
возможности многократного запуска;
простоты конструкции, минимальных габаритных размеров и массы, удобства, надежности и безопасности в эксплуатации.
В настоящее время наибольшее применение находят системы запуска, в которых для предварительной прокрутки ротора двигателя используются электрические и воздушные стартеры. Соответственно и системы получили название — электрические и воздушные. Источники энергии стартеров могут быть бортовыми, аэродромными и комбинированными.
Автоматизация процесса запуска двигателей может осуществляться по временной программе независимо от внешних условий, по частоте вращения ротора двигателя и по комбинированной программе, где одни операции выполняются по времени, а другие по частоте вращения.
При выборе типа системы запуска для того или иного двигателя учитываются многие факторы, наиболее существенными из которых являются: мощность стартера, масса, габаритные размеры и надежность системы запуска.
Электрическими системами запуска двигателей называются такие системы, в которых в качестве стартеров используются электродвигатели. Для запуска ГТД применяются электростартеры прямого действия, у которых осуществляется непосредственная связь через механическую передачу с ротором двигателя. Электростартеры рассчитаны на кратковременную работу. В последнее время получили широкое применение стартер-генераторы, которые при запуске двигателя выполняют функцию стартеров, а после запуска — функцию генераторов.
Электрические системы запуска достаточно надежны в работе, просты в управлении, позволяют легко автоматизировать процесс запуска, а также просты и удобны в обслуживании. Они используются для запуска двигателей, имеющих сравнительно небольшие моменты инерции, или когда время вывода их на режим малого газа сравнительно велико. Для запуска двигателей с большими моментами, инерции или при сокращенном времени выхода на режим малого газа требуется увеличение мощности стартеров. Для электрических систем характерно значительное увеличение их массы и габаритных размеров при увеличении мощности стартера, что вызывается как увеличением массы самих стартеров, так и источников питания. В этих условиях массовые характеристики электрических систем могут оказаться значительно хуже других систем запуска.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению лабораторной работы
«Состав и принцип действия систем,
обслуживающих ГТД ВК-1 и ГТД 3Ф»
«Судовые энергетические установки,
главные и вспомогательные»
для студентов направления 6.0922 – Электромеханика
всех форм обучения
Севастополь
УДК 629.12.03
Методические указания к выполнению лабораторной работы № 2 «Состав и принцип действия систем, обслуживающих ГТД ВК-1 и ГТД 3Ф» по дисциплине «Судовые энергетические установки, главные и вспомогательные» для студентов направления 6.0922 «Электромеханика» специальности 7.0922.01 «Электрические системы и комплексы транспортных средств» всех форм обучения / Сост. Г.В. Горобец — Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2012. – 14 с.
Целью методических указаний является оказание помощи студентам в подготовке к выполнению лабораторной работы по изучению устройства, конструкции и эксплуатации турбогенераторов судовых энергетических установок.
Методические указания утверждены на заседании кафедры энергоустановок морских судов и сооружений, протокол № 6 от 25.01.11 г.
Рецензент:
Харченко А.А., канд. техн.наук, доц. каф. ЭМСС
Допущено учебно-методическим центром СевНТУ в качестве методических указаний.
С О Д Е Р Ж А Н И Е
| 1. Общие сведения…..……………………………………………………. | |
| 1.1. Топливные системы СЭУ……………………………………………. | |
| 1.2. Масляные системы СЭУ………………………………….………….. | |
| 1.3. Системы охлаждения СЭУ………………………………..…………. | |
| 1.4. Система суфлирования ГТД…………………………………………. | |
| 1.5. Система запуска и контроля ГТД.…………………………………. | |
| 2. Лабораторная работа «Состав и принцип действия систем, обслуживающих ГТД ВК-1, ГТД-3Ф»……………………………………… | |
| 2.1. Цель работы…………………………………………………………… | |
| 2.2. Краткое описание двигателя ВК-1, его элементов…………………. | |
| 2.3. Состав систем обеспечивающих работу ГТД ВК-1………………… | |
| 2.4. Описание систем двигателя ГТД 3-Ф………………………………. | |
| 2.5. Оформление отчета………………………………………………….. | |
| 2.6. Контрольные вопросы……………………………………………….. | |
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Системой СЭУ называется совокупность специализированных трубопроводов с механизмами, аппаратами, устройствами и приборами, предназначенными для выполнения определенных функций, обеспечивающих нормальную эксплуатацию СЭУ. Иногда ее называют механической системой (в отличие от общесудовой).
В общем случае в состав системы входят трубопроводы (трубы, фасонные части, арматура, соединения, компенсаторы), аппараты (очистные, теплообменные, различного назначения), устройства, емкости (цистерны, баки, баллоны, ящики) и приборы (манометры, вакуумметры, термометры, расходомеры).
К очистным аппаратам относятся фильтры грубой и тонкой очистки, фильтрационные установки, центробежные и статические сепараторы, отделители. Теплообменные аппараты по назначению подразделяются на подогреватели, охладители, испарители и конденсаторы.
К аппаратам различного назначения относятся глушители шума на входе в двигатели и механизмы и выходе из них, искрогасители выпускных газов судовых двигателей и гомогенизаторы.
В конкретную систему может входить только часть перечисленного оборудования.
Системы СЭУ классифицируют по назначению (а значит, и по рабочей среде): топливные, масляные, водяного охлаждения (забортной и пресной водой), воздушно-газовые (подвода воздуха для горения топлива, сжатого воздуха, газовыпуска, дымоходы судовых котлов), конденсатно-питательные и паровые. Паровая система, например, включает в себя ряд трубопроводов: главного, отработавшего и вспомогательного пара, продувания котлов, уплотнения и отсоса пара и др. Системы одного наименования могут отличаться по составу, если они предназначены для обслуживания различных двигателей.
Топливные системы СЭУ
Топливные системы предназначены для приема, хранения, перекачивания, очистки, подогрева и подачи топлива к двигателям и котлам, а также для передачи топлива на берег или на другие суда.
В связи с обширностью выполняемых функций топливная система подразделяют на ряд самостоятельных систем (трубопроводов). Кроме того, часто в СЭУ используют несколько сортов топлива и в этом случае предусматривают самостоятельные трубопроводы для каждого из видов топлива, например дизельного, тяжелого, котельного. Все это усложняет систему.
Топливная система ГТД предназначена для выполнения следующих функций:
Подачи топлива к форсункам камеры сгорания на всех режимах работы ГТД;
Обеспечения автоматического запуска;
Поддержания заданного расхода топлива на режиме;
Изменения подачи топлива в соответствии с заданным режимом работы;
Обеспечения нормальной, экстренной и аварийной остановки двигателя.
Многие ГТД имеют две параллельные топливные системы: пусковую и основную.
Масляные системы СЭУ
Системы смазки предназначены для приема, хранения, перекачивания, очистки и подачи масла к местам охлаждения и смазки трущихся деталей механизмов, а также для передачи его на другие суда и на берег. В зависимости от основного назначения различают масляные трубопроводы приемоперекачивающий, циркуляционной системы смазки, сепарирования масла, дренажный, подогрева масла. Циркуляционные системы смазки подразделяют, в свою очередь, на напорную, гравитационную и напорно-гравитационную.
Кроме замкнутых циркуляционных применяют системы линейного типа, в которых масло подается только к объектам смазки и обратно в систему не возвращается (смазка поверхностей цилиндров ДВС и компрессоров).
Масляная система ГТД служит для смазки подшипников турбомашин и зубчатых передачи и отвода тепла от них. Технические требования к маслу для судовых ГТД устанавливают ГОСТы. Для подшипников качения двигателя применяют маловязкое, термостабильное масло, а для зубчатых передач и подшипников редукторов – масло с кинематической вязкостью (при 50 0 С) 20…48 сСт. Расход масла при работе ГТД составляет (0,1…0,2)10 -3 кг/(кВт×ч).
Системы охлаждения СЭУ
Предназначены для отвода теплоты от различных механизмов, устройств, приборов и рабочих сред в теплообменных аппаратах.
Объектами охлаждения в СДУ являются:
Втулки и крышки цилиндров, выпускные коллекторы и клапаны главных двигателей (ГД) и дизель-генераторов(ДГ), поршни и форсунки ГД, а иногда и ДГ;
Рабочие цилиндры воздушных компрессоров;
Подшипники судового валопровода;
Циркуляционное масло ГД и ДГ, редукторов главных передач;
Пресная вода, используемая в качестве промежуточного теплоносителя в ГД и ДГ;
Наддувочный воздух ГД и ДГ;
Воздух на выходе из цилиндра низкого давления воздушных компрессоров при двухступенчатом сжатии.
В случае применения главных электрических передач к перечисленным выше объектам охлаждения следует добавить и обмотки гребных электродвигателей и главных дизель-генераторов.
Рабочими средами в СДУ бывают: забортная и пресная вода, масло, топливо и воздух.
Система суфлирования ГТД
При снижении давления воздуха в системе подпора уплотнений (что возможно при малых мощностях ГТД) масло будет проникать в проточную часть и там сгорать. Это можно обнаружить по увеличению расхода масла. При увеличении давления воздуха в системе подподра возрастает пропуск воздуха в масляные полости, что приводит к обильному образованию масловоздушной смеси. Масло, которое поступает на воздухоотделительные центрифуги системы суфлирования, содержит 30…60% воздуха. Это приводит к вспениванию масла и ухудшению работы масляной системы. Попадание вспененного масла на подшипники (особенно подшипники скольжения) создает неблагоприятные условия для образования необходимого масляного клина и ухудшает теплоотдачу охлаждаемых поверхностей.
Система суфлирования предназначена для отбора масловоздушной смеси из масляных полостей, отделения масла от воздуха и последующего возвращения масла в систему, а воздуха – в атмосферу.
В состав системы входят:
Трубопроводы, соединяющие масляные полости подшипников с осадительной емкостью;
Осадительная емкость (бак), где происходит выделение капель масла из смеси и осаждение их на стенках. В качестве осадительной емкости используют сливной бак масляной системы и внутренние полости входных устройств компрессора ГТД;
Маслоотделительные сепараторы (центрифуги или суфлеры) центробежного или ротационного принципа действия, которые завершают процесс разделения масловоздушной смеси на составные части. Суфлеры приводятся от вала турбокомпрессора через коробку передач и имеют крыльчатку, которая создает разрежение на всасывании. Благодаря этому масловоздушная смесь поступает в корпус центрифуги, где капли масла отбрасываются к периферии и по стенкам корпуса стекают к трубе слива. Воздух по оси центрифуги выводится в атмосферу.
Центробежные суфлеры имеют ряд недостатков: скорость прохождения масла через ротор слишком велика, чтобы обеспечить осаждение мелких частиц; необходимость дополнительного привода и некоторые другие. Недостаточная их эффективность вызывает загрязнение окружающей среды и ведет к безвозвратным потерям масла, а расход (безвозвратные потери) масла является одной из важных эксплуатационных характеристик ГТД.
Для уменьшения безвозвратных потерь масла путем отделения и возвращения его в маслосистему, что диктуется как экологическими, так и ресурсосберегающими аспектами, в ГТД последних поколений начали использовать статические (бесприводные) струйные суфлеры. В принцип работы таких суфлеров заложен физический процесс: укрупнение капель масла, находящихся в суфлируемом воздухе и отделение их от воздуха. Потери масел при этом снижаются более чем в два раза; повышается надежность двигателя; снижаются выбросы масляного аэрозоля в окружающую среду. Степень очистки в статических суфлерах составляет 99,99%.
Преимущества: высокая эффективность очистки, высокая надежность, простота конструкции.
Система запуска и контроля ГТД
Системы запуска бывают электрические, с турбокомпрессорным стартером, воздушным турбостартером и др. Чаще применяют электрическую как наиболее простую в управлении, с высокой степенью автоматизации, надежную и удобную в обслуживании. В состав электрической системы запуска входят:
Источник электрической энергии (аккумуляторные батареи или судовые генераторы);
Программный механизм;
Исполнительные механизмы систем автоматического запуска;
Электродвигатель(стартер);
Агрегат для подачи и воспламенения топлива в камере сгорания (агрегаты могут объединяться в автономную пусковую систему или быть в составе совмещенной топливной системы ГТД);
Устройства автоматического регулирования параметров и защиты ГТД при запуске (обеспечивают устойчивую работу компрессоров и предотвращают аварийные ситуации воздействием на антипомпажные устройства компрессора и на подачу топлива в камеру сгорания);
Устройства для обеспечения устойчивой работы ГТД при запуске;
Пуль управления и запуска.
2. Лабораторная работа
«Состав и ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ систем,
обслуживающих ГТД ВК-1 И ГТД-3Ф»
Цель работы
Приобретение практических знаний при изучении систем, обслуживающих работу газотурбинных двигателей. Работа выполняется на ГТД ВК-1 и ГТД -3Ф.
Быстрый прогрев масла при запуске двигателя (в течение регламентированного времени до выхода на максимальный режим);
Запас масла в маслобаке, достаточный и для возвращения самолета в обратный рейс;
Отсутствие возможности перетекания масла из маслобака в двигатель при длительной стоянке;
Возможность полного слива масла из двигателя (например, в случае необходимости замены масла).
При этом агрегаты масляной системы должны иметь минимально возможную массу и должны быть компактно размещены на двигателе.
Систематизированный комплекс обязательных требований, предъявляемых к масляным системам авиационных ГТД, приведен в отраслевом стандарте на разработку таких систем . В нём содержатся следующие основные требования, относящиеся к:
Функциональному назначению, принципиальной схеме и компоновке системы,
Выбору сорта масла, обеспечивающего работоспособность двигателя,
Запасу масла в маслобаке, величине прокачки масла через узлы двигателя , ограничению допустимой величины безвозвратных потерь масла,
Тепловому состоянию масла, включающему ограничение допустимой величины теплоотдачи от двигателя в масло и осуществление его эффективного охлаждения),
Чистоте внутренних полостей двигателя, омываемых маслом,
Обеспечению надёжности системы,
Системе суфлирования масляных полостей двигателя,
Контролепригодности состояния системы (уровня заявленных её параметров и сигнализации о достижении ими критического значения, степени загрязнения масляных фильтров, состояния смазываемых узлов трения, работоспособности подвижных уплотнений масляных полостей),
Удобству технического обслуживания системы и её агрегатов.
Кроме того, в указанном стандарте оговорены требования к основным видам испытаний масляной системы, которые должны быть проведены на опытном двигателе (до предъявления его на Государственные испытания) в стендовых условиях, на летающей лаборатории и при установке двигателя на самолёт.