Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Diagnostics of turbine blades, based on estimation of frequency response function

Kotkowski Jerzy, Rokicki Edward, Lindstedt Paweł, Spychała Jarosław, Perczyński Jerzy, Karbowiak Hieronim

Journal of KONBiN

|

2021

|

Vol. 51, iss. 2

63--78

EN

The aim of the study is to propose a diagnostics method based on blade’s vibration model in frequency domain. Amplitude spectrum A(ω) and phase spectrum φ(ω) have been experimentally identified which define transfer function G(jω) = P(ω) + jQ(ω) and their real P(ω) and imaginary Q(ω) parts. Transfer function G(jω) and resulting frequency, amplitude, phase characteristics and real P(ω) and imaginary Q(ω) parts are parts of blade’s diagnostics model. Changes in those characteristics are directly related to changes in the technical condition of the blades. It has been noticed that small changes in the technical condition cause large changes in frequency characteristics, which proves their usefulness in the diagnosis process.

PL

Celem badania jest zaproponowanie metody diagnostycznej opartej na modelu drgań łopatek w dziedzinie częstotliwości. Zidentyfikowano eksperymentalnie widma ampli-tudowe A(ω) i fazowe φ(ω), które definiują transmitancję operatorową G(jω) = P(ω) + jQ(ω) oraz jej rzeczywiste P(ω) oraz urojone Q(ω) części. Transmitancja operatorowa G(jω) i wynikająca z niej częstotliwość, amplituda, charakterystyka fazowa oraz rzeczywiste P(ω) i urojone Q(ω) części są częściami modelu diagnostycznego łopatki. Zmiany w tych charakterystykach są bezpośrednio związane ze zmianami w stanie technicznym łopatek. Zauważono, że małe zmiany w stanie technicznym powodują duże zmiany w charakterystykach częstotliwościowych, co świadczy o ich przydatności w procesie diagnostycznym.

2

Data management techniques for blade vibration analysis

Przysowa R., Tuzik A.

Journal of KONBiN

|

2016

|

No. 1 (37)

95--132

EN

Well-designed procedures are required to handle large amounts of data, generated by complex measurement systems used in engine tests. The paper presents selected methodologies and software tools for characterization and monitoring of blade vibration. Common file formats and data structures as well as methods to process and visualize tip-timing data are discussed. Report Generation Framework (RGF) developed in Python is demonstrated as a flexible tool for processing and publishing blade vibration results.

PL

Dobrze zaprojektowane procedury są wymagane do obsługi dużych ilości danych generowanych przez złożone systemy pomiarowe stosowane w testach silników lotniczych. W artykule przedstawiono wybrane metody i narzędzia programowe służące do pomiarów i monitorowania drgań łopatek. Omówiono stosowane formaty plików i struktury danych, jak również sposoby przetwarzania i wizualizacji danych pomiarowych. Przedstawiono bibliotekę RGF, opracowaną w języku Python, która jest elastycznym narzędziem do przetwarzania i publikowania wyników drgań łopatek.

3

Inductive sensors for blade tip-timing in gas turbines

Przysowa R., Rokicki E.

Journal of KONBiN

|

2015

|

No. 4 (36)

147--164

EN

The paper reviews features and applications of the upgraded inductive sensor for BTT, which is able to operate in contact with exhaust gases of temperature even as high as 1200 K. The new design includes metal-ceramic housing ensuring proper heat transfer, magnetic circuit containing set of permanent magnets with various magnetic field values and Curie temperatures, completely redesigned windings and current/voltage converter used instead of an electromotive force amplifier. Its principle of operation is based on electrodynamical interaction and therefore it may be referred as a passive eddy-current sensor. The sensor technique has been demonstrated on four stages of a surplus military turbofan including the high pressure turbine as part of the engine health monitoring system. We present signal samples and review methods used for online processing of time-of-arrival signals when only a limited number of sensors is available.

PL

W publikacji opisano cechy i zastosowania ulepszonego czujnika indukcyjnego do pomiaru drgań łopatek wirnikowych, który jest w stanie działać w kontakcie z gazami spalinowymi o temperaturze osiągającej 1200 K. Wnętrze czujnika chronione jest przez ceramiczny ekran i metalową obudowę, zapewniają prawidłowe odprowadzanie ciepła. Obwód magnetyczny zawiera zestaw dwóch magnesów trwałych o różnych wartościach pola magnetycznego i temperatury Curie, całkowicie przeprojektowane uzwojenia oraz konwerter prąd / napięcie, stosowany zamiast wzmacniacza siły elektromotorycznej. Zasada działania układu opiera się na interakcji elektrodynamicznej i dlatego może być nazywany pasywnym czujnikiem wiroprądowym. Czujniki tego typu zastosowano w czterech stopniach wojskowego silnika dwuprzepływowego, w tym turbinie wysokiego ciśnienia, jako część systemu monitorowania stanu technicznego silnika. Zaprezentowano przykłady sygnału pomiarowego oraz metody stosowane do przetwarzania danych od łopatek w czasie rzeczywistym w układzie, w którym stosuje się ograniczoną liczba czujników.

4

Standard sine fitting algorithms applied to Blade Tip Timing data

Kaźmierczak K., Przysowa R.

Journal of KONBiN

|

2014

|

No. 2 (30)

21--30

EN

Blade Tip Timing (BTT) is a non-intrusive method to measure blade vibration in turbomachinery. Time of Arrival (TOA) is recorded when a blade is passing a stationary sensor. The measurement data, in form of under sampled (aliased) tip-deflection signal, are difficult to analyze with standard signal processing methods like digital filters or Fourier Transform. Several indirect methods are applied to process TOA sequences, such as reconstruction of aliased spectrum and Least-Squares Fitting to harmonic oscillator model. We used standard sine fitting algorithms provided by IEEE-STD-1057 to estimate blade vibration parameters. Blade-tip displacement was simulated in time domain using SDOF model, sampled by stationary sensors and then processed by the sinefit.m toolkit. We evaluated several configurations of different sensor placement, noise level and number of data. Results of the linear sine fitting, performed with the frequency known a priori, were compared with the non-linear ones. Some of non-linear iterations were not convergent. The algorithms and testing results are aimed to be used in analysis of asynchronous blade vibration.

PL

Metoda dyskretno-fazowa (ang. tip-timing) jest nieinwazyjnym sposobem pomiaru drgań łopatek w przepływowych maszynach wirnikowych. Czas przyjścia zapisywany jest w momencie, kiedy łopatka mija stacjonarny czujnik. Do analizy danych pomiarowych w formie rzadko próbkowanego sygnału odkształcenia wierzchołka (aliasing) wykorzystano standardowe metody dopasowania funkcji sinus dostarczone przez normę IEEE-STD-1057 w celu estymacji parametrów drgań łopatek. Przemieszczenia wierzchołków łopatki w dziedzinie czasu zasymulowano wykorzystując model oscylatora o jednym stopniu swobody. Wyniki liniowego dopasowania, wykonanego ze znaną a priori częstotliwością, porównano z wynikami dopasowania nieliniowego. Uzyskane algorytmy i wyniki testowania mają być wykorzystane do analizy drgań asynchronicznych łopatek.