Измерение мощности

Измерение низшей теплотворной способности

Измерение радиальных зазоров

Измерение вибрации

Вибрация характеризуется амплитудой, виброскоростью и виброускорением. Наиболее широко используются преобразователи сейсмического типа. Основа – инерционная масса, имеющая подвес.

По характеру генерируемого сигнала, может оценивать амплитуду колебаний, ускорений и частоту колебаний.

Недостаток – большая погрешность, порядка 10%.

1) метод срабатываемых элементов;

2) метод подводимых щупов;

3) оптические преобразователи.

1) Метод калориметрической бомбы;

Достоинство – высокая точность;

Недостаток – сложность.

2) По химическому составу.

Достоинство – более простой способ;

Недостаток – низкая точность.

У ГТУ мощность может быть механическая и электрическая.

Измерение электрической мощности

Как известно, соединение обмоток 3х фазных генераторов возможно по двум типам:

При схеме а): - мощность измеряется при помощи двух ваттметров.		При схеме б): - мощность измеряется методом трех ваттметров.

Точность ваттметров должна быть класса не ниже 0,2 (класс – погрешность в процентах к диапазону измерения прибора).

Электрическое измерение мощности является относительно простым и достаточно точным. Проводятся на электрической станции, где необходимые приборы обычно являются штатными составляющими комплекса КИП.

Измерение механической мощности

Прямых ваттметров для измерения механической мощности не существует. В основе всех методик и средств измерений лежит базовая формула:

, где

- крутящий момент двигателя (ГТ, ГТУ);

- частота вращения.

Измерение крутящего момента производятся с помощью тормозных динамометров (нагрузочных тормозов) механического, гидравлического, электрического типов, либо с помощью торсиометров.

Допустимая погрешность динамометра не должна превосходить 0,1% максимального усилия во время испытаний.

Измерение частоты вращения требует оборудования валов ГТУ специальными устройствами, суммарная погрешность измерений не должна превышать 0,25%.

Не трудно увидеть, что погрешность измерения мощности будет не более:

,

что удовлетворяет ранее сформулированному требованию.

Механические измерения мощности обычно выполняют на стендах заводов, так как тормозные динамометры достаточно сложные устройства – требующие квалифицированного обслуживания.

При проведении испытаний приводных ГТУ определение их мощности весьма сложная задача, так как в этом случае мощность приходится измерять по внутренней мощности приводимых агрегатов (насосов, компрессоров, нагнетателей). В этом случае:

;

,

где - расход рабочего тела в приводном агрегате;

- измерение энтальпии рабочего тела приводимого агрегата (для газов близких к идеальным);

- механические потери в приводимом агрегате;

- тепловые потери в окружающую среду в приводимом агрегате;

- температура рабочего тела приводимого агрегата на входе и выходе.

Видно, что комплекс необходимых измерений здесь достаточно объемист. Соответственно возрастает и число источников погрешностей. Поэтому требования к точности измерения мощности существенно снижены: суммарная погрешность определения мощности не должна превышать 2%.

В некоторых случаях внутренняя мощность приводимого агрегата не может быть определена с достаточной точностью вследствие, например:

- неясность со свойствами рабочего тела;

- недостаточной точности измерения изменения температуры рабочего тела;

-сложность схемы движения рабочего тела с большим числом потоков.

В этом случае мощность ГТУ определяют по балансу энергии в ней. Погрешность здесь еще выше – до 7%.

Метод балансов энергии

Для схемы ГТУ с блокированной турбиной нагрузки:

;

;

- потери тепла в окружающую среду;

.

Погрешность баланса мощности при такой схеме может достигать 7%.

Для схемы со свободной турбиной применение метода баланса несколько проще и точнее за счет "уменьшения" контрольного объема.

Погрешность баланса мощности при такой схеме может достигать 4%.

Прямые методы измерения мощности ГТУ

- с помощью гидротормозов;

- торсиометры.

Определение мощности ГТУ с помощью гидротормоза

На выходном валу ГТУ присоединяется устройство – гидротормоз.

Схема и принцип действия видны из рис [рис.128 Бошняк]:

Мощность подводится к ротору тормоза. Ротор и статор взаимодействуют через жидкость между ними – воду. На статоре возникает реактивный момент равный внешнему крутящему моменту. Статор обладает подвижностью за счет подвески на подшипниках. Момент от статора передается рычагом на измеритель силы. Трение ротора о жидкость и работа ее перемещения в гидротормозе приводит к поглощению подводимой мощности жидкостью, таким образом гидротормоз дает два значения мощности:

Два этих метода дополняют и уточняют результаты.

Проблемы:

- возможность зажимания и кавитации жидкости;

- необходимость высокоточного измерения и;

- необходимость учета и измерения момента трения в подшипниках статора;

- необходимость измерения и учета мощности трения в подшипниках ротора;

- необходимы особые нежесткие трубопроводы подвода и отвода жидкости для исключения создания паразитного момента на статоре;

- необходимость иметь на испытательном стенде дополнительную водяную систему, обслуживающую гидротормоз, с охлаждением и очисткой воды.