Studying the effects of changes in ambient condition parameters on the torque characteristics of a naval gas turbine

• Autorzy: Pojawa B.

Warianty tytułu

PL

Badanie wpływu zmiany parametrów stanu otoczenia na charakterystyki momentu obrotowego okrętowego turbinowego silnika spalinowego

• Konferencja: International Congress on Combustion Engines (5 ; 24-26.06.2013 ; Bielsko-Biala, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the operation of multi-engine propulsion systems, a very important issue for strength reasons is the uniformity of the drive engines' load. This is especially important when two or more engines are geared to a single shaft. There are many ways to implement the load uniformity of the operating engines. However, controlling their operation according to the torque is the best solution. In such cases engine torque characteristics are very important, which also applies to naval gas turbine engines. Torque characteristics allow for the determination of the engines' applications, analysis of performance and operating economy, and, what it involves, they help to establish the strategy and costs of the engines’ operation. In the process of marine gas turbine engine operation, the most important operating characteristic for the user is the characteristics of the engine's cooperation with the receiver of energy. This is particularly important when the power turbine is mated to a controllable pitch propeller (CPP). The article presents the torque characteristics of the selected gas turbine engine, which were determined using the experiment-planning theory, and the results of the experimental tests concerning the impact of changes in ambient condition parameters on the course of the above characteristics. The tests, whose object was the GTD-350 gas turbine engine, were conducted on a laboratory stand.

PL

Podczas eksploatacji wielosilnikowych układów napędowych bardzo ważnym zagadnieniem ze względów wytrzymałościowych jest równomierność obciążania silników napędowych. Jest to szczególnie ważne w przypadku, gdy występuje praca dwóch lub więcej silników na jedną linię wałów. Istnieje wiele sposobów realizacji równomierności obciążeń pracujących silników. Jednak najlepszym rozwiązaniem jest sterowanie ich pracą według momentu obrotowego. W takich przypadkach bardzo ważne są charakterystyki momentu obrotowego silnika, w tym również okrętowych turbinowych silników spalinowych. Pozwalają one na określenie ich zastosowań, analizę osiągów oraz ekonomiczności pracy, tym samym pozwalają na ustalenie strategii i kosztów ich eksploatacji. W procesie eksploatacji okrętowych turbinowych silników spalinowych, spośród charakterystyk eksploatacyjnych, najistotniejszą dla eksploatatora jest charakterystyka jego współpracy z odbiornikiem energii. W szczególności jeżeli jest nim śruba o skoku nastawnym. W artykule przedstawiono charakterystykę momentu obrotowego wybranego turbinowego silnika spalinowego, wyznaczoną z wykorzystaniem teorii planowania doświadczeń oraz wyniki badań wpływu zmian parametrów stanu otoczenia na przebieg powyższej charakterystyki. Badania przeprowadzono na stanowisku laboratoryjnym z turbinowym silnikiem spalinowym GTD–350.

Słowa kluczowe

EN

naval gas turbine; experiment planning; characteristics of naval gas turbine; modeling and simulation

PL

okrętowy turbinowy silnik spalinowy; plan eksperymentu; charakterystyki okrętowych turbinowych silników spalinowych; modelowanie i symulacja

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych
• Czasopismo: Combustion Engines
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 54, nr 3
• Strony: 1015--1020
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Pojawa B.

• Faculty of Mechanical and Electrical Engineering at Polish Naval Academy in Gdynia

Bibliografia

• [1] Flynn D. (eds.)., Thermal Power Plants - Simulation and Control. The Institution of Electrical Engineers, London 2000.
• [2] J. H. Gao, Y. Y. Huang, "Effect of Ambient Temperature on Three-Shaft Gas Turbine Performance under Different Control Strategy", Advanced Materials Research, Vols 424-425, pp. 276-280, Jan. 2012.
• [3] L. Cao, S. Y. Li, Z. T. Wang, "The Study of Marine Gas Turbine Power System Simulation Software Development", Applied Mechanics and Materials, Vols 300-301, pp. 166-171, Feb. 2013.
• [4] Meyer R. T., Raymond A. DeCarlo, Steve Pekarek, Chris Doktorcik, Gas Turbine Engine Behavioral Modeling. School of Electrical and Computer Engineering, Purdue University, West Lafayette, IN 47907-1288, USA 2014.
• [5] M. Fukuda, H. Harada, T. Yokokawa, T. Kitashima, "Virtual Jet Engine System", Materials Science Forum, Vols 638-642, pp. 2239-2244, Jan. 2010.
• [6] Pojawa B., The Investigation of Turbine Engine in Aspect of Output Torque Control. Solid State Phenomena Vol. 180 (2012) pp 339-348.
• [7] Pojawa B.: Stanowisko laboratoryjne dwuwirnikowego silnika turbinowego. Zeszyty Naukowe AMW Nr 162K/2, Gdynia 2005.
• [8] Pojawa B., The energetic diagnostics of naval propulsion system with naval gas turbine. Combustion Engines, No. 3/2011 (146), Bielsko-Biala 2011.
• [9] Pojawa B., Tests of LM2500 naval gas turbine with the objective of determining its operating characteristics. Diagnostyka Nr 4(60)/2011 pp 65-70.
• [9] Polański Z.: Planowanie doświadczeń w technice. PWN, Warszawa 1984.
• [10] X. H. Quan, J. J. Quan, H. He, "Modeling and Simulation of a Certain Warship Diesel Engine Based on AMESim", Applied Mechanics and Materials, Vols 496-500, pp. 760-763, Jan. 2014.
• [11] Taylor J. R.: Wstęp do analizy błędu pomiarowego. PWN, Warszawa 1999.
• [12] Yunus A. Cengel, Michael A. Boles., Termodynamics fifth edition in SI units. McGraw−Hill Higher Education, New York 2006.
• [13] Dokumentacji techniczna stanowiska laboratoryjnego z turbinowym silnikiem spalinowym GTD−350.
• [14] Technical, Manual and Organizational Level Maintenance – LM-2500 propulsion gas turbine module of propulsion system of Oliver Hazard Perry class frigate FFG-9. Marine and Industrial Engines and Services Division, General Electric Company, Cincinnati, Ohio 2003.