В Пермском Политехе разработали модель для контроля вредных выбросов камеры сгорания газотурбинной установки
В таких важных отраслях экономики, как нефтегазодобывающая и авиационная промышленность в качестве источника энергии используются газотурбинные установки. В их состав входит газотурбинный двигатель, одним из важнейших элементов которого является камера сгорания, производящая вредные выбросы. Чтобы процесс горения топлива в ней был устойчив и не приводил к чрезмерной эмиссии загрязняющих веществ, необходима система автоматического управления камерой сгорания, для работы которой требуются сенсоры выбросов. В качестве такого сенсора эмиссии выступает полуэмпирическая модель камеры сгорания, прогнозирующая вредные выбросы, которую разработали ученые Пермского Политеха.
При работе газотурбинных двигателей в атмосферу выбрасываются продукты горения топлива: оксиды азота, оксиды углерода, углеводороды. Чтобы сократить их негативное воздействие на окружающую среду, двигатели следующего поколения необходимо оснастить малоэмиссионными камерами сгорания. Особенностью таких камер является узкий диапазон режимов работы между высоким уровнем эмиссии, то есть выбросом вредных веществ, и срывом пламени в процессе горения.
Поддерживать работу камеры сгорания в штатном режиме должна система автоматического управления, информацию о текущих выбросах, для которой мог бы поставлять сенсор эмиссии, установленный на двигателе. Поскольку физические измерения эмиссии в процессе эксплуатации двигателя недоступны, в настоящее время такие сенсоры отсутствуют. Заменить «физический» датчик можно встроенной в систему автоматического управления двигателем математической моделью камеры сгорания, которая выполняет функцию виртуального сенсора эмиссии.
Разработке математической модели виртуального сенсора эмиссии в перспективных системах автоматического управления газотурбинными двигателями и посвящена статья ученых Пермского Политеха, опубликованная в журнале «Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника».
«На основании экспериментальных данных нами была установлена коррелятивная связь между относительным расходом топлива через пилотный контур и величиной эмиссии оксидов азота, а также пульсациями давления в жаровых трубах малоэмиссионной камеры сгорания. Это позволило рассматривать коэффициент корреляции Пирсона как количественный критерий оценки качества организации горения. При этом становится возможным без измерения эмиссии определить, по какому типу — гомогенному или диффузному — происходит перемешивание топлива в процессе горения.
Таким образом, полученные результаты позволяют существенно повысить качество прогнозирования эмиссии за счет уточнения разработанной полуэмпирической математической модели генерации оксидов азота. Уточнение ведется через учет неоднородности процесса горения в жаровых трубах. Разработанные алгоритмы являются основой виртуального сенсора, с помощью которого можно оценить уровень эмиссии двигателя без ее непосредственного измерения. Эти данные и ложатся в основу алгоритмов управления различными режимами работы камеры сгорания, — объясняет кандидат технических наук, доцент кафедры конструирования и технологий в электротехнике, директор Центра дистанционных образовательных технологий, Татьяна Кузнецова.
Эффективность модели подтверждается сопоставлением расчетов с экспериментальными показателями эмиссии оксидов азота при работе двигателя. Полученные данные позволяют оценивать не только качество процесса горения без трудоемкого измерения эмиссии, но и уточнять математические модели, лежащие в основе виртуального сенсора эмиссии, используемого в системе управления.
Внедрение виртуальных датчиков позволяет прогнозировать изменение неизмеряемых в процессе эксплуатации двигателя величин. А также позволяет оценивать качество измерения сигналов, и при замене реальных датчиков — снижает затраты на обслуживание двигателя. Таким образом, предложенный подход упрощает процесс разработки и эксплуатации адаптивных систем управления эмиссией наземных газотурбинных установок и газотурбинных авиационных двигателей. Исследование проведено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Полученная модель способствует обеспечению технологического суверенитета России.
Telegram 
Дзен 
VK Во времена Екатерины II один из немецких колонистов в России мутировал, из-за чего все его потомки получали раннюю болезнь Альцгеймера. Теперь среди них появился первый, кого она не тронула, — по мнению ученых, благодаря жаре, которой он должен был подвергаться на работе.
Пока одни исследователи, включая российских, отрицают само наличие угрозы микропластика для мозга, другие продолжают собирать данные по этому вопросу. Более того: они даже предложили способ снизить угрозу для мозга за счет фильтрации крови от частиц пластика.
Формирование и эволюция звездных систем кажутся понятными и предсказуемыми, а их строение строго подчиняется законам физики. Строение «крылатых» радиогалактик выбивается из общих правил. Их необычная форма не имеет однозначного объяснения и остается предметом споров для астрофизиков.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Полифенолы и другие соединения заваренного кофе в лабораторной модели связывались с ядерным рецептором NR4A1, который участвует в ответе клеток на стресс, воспаление и повреждение. Вещества меняли активность рецептора и тормозили рост опухолевых клеток, а при подавлении рецептора эффект слабел. Ученые предложили молекулярное объяснение части полезных эффектов кофе, но не проверяли их у людей.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно