本发明专利技术公开了一种用于探测流动通道（１）中流体能力变化的方法。所述方法包括如下步骤：将所述流体引导到具有限定面积Ａ的表面（８），其中，与所述流动通道（１）的其他部分相比，热传导得到了增强，测量所述流体的温度Ｔ０，通过加热元件（１２）加热所述表面（８），在加热所述表面（８）期间记录被供应的功率ΔＱ／Δｔ，测量被加热表面（８）的温度Ｔ１，确定所述流体的传热系数ｈ，以及将所确定的传热系数ｈ与基准进行比较。此外，还提供了一种用于执行本发明专利技术方法的装置（３）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于探测流体中能力变化的方法。其进一步涉及用于探测流体中能力 变化的装置以及涉及涡轮机，尤其是燃气涡轮机。
技术介绍
为了使例如燃气涡轮机中的冷却和密封空气系统正常地运行，必须小心选择该空 气或所使用的其他流体的供应情况。一方面，供应压力和流体(例如空气)被用位置处的 压力之间小的差异意味着该循环的低损耗和较高的热力学效率。另一方面，过低的压力余 量可以在非设计操作/负荷点处或该发动机部件在长的操作之后已经经历磨损时引入不 期望的流动特性变化。流动特性的这些不期望的变化可以具有减少或增加空气流的形式， 导致冷却或密封效果降低。为了确定燃气涡轮机运行中性能退化的原因，必须利用光学孔 径检查仪技术对其进行彻底检查，并且这几乎总是需要将其拆卸成其最小部件。这是辛苦 并且费时的工作，并且要保持燃气涡轮机不能运转。如果在不首先拆除燃气涡轮机的情况 下存在快速找出问题在哪里并且该问题大约如何严重的方法，则停工期将会减少并且可靠 性和可用性性能将得到改善。供应流体(例如空气)当做冷却或密封介质的实际效果取决于温度，压力和质量 流量(例如速度)的组合。因此，必须组合地考虑全部因素。术语流体的能力在本文 中被定义为温度、压力、质量流量和流体速度的组合。能力代表流体的流动特性。在维护期间，燃气涡轮机的检查和拆卸如上所述是处理局部流动特性的不期望变 化的一种手段。其他的可能是利用热电偶对供气的常规滞止温度进行测量，对具体临界区 的压力和/或温度进行测量以触发转换到较高的压力供应，例如利用阀进行可变质量流量 控制，这取决于测量滞止温度或滞止压力。如果仅测量一个参数，则存在隐含的假定，即在 压力、温度和质量流量之间总有直接且已知的关系，而这并不符合大多数的情况。在US 3, 754, 201中，描述了一种热敏性探测器，其包括和薄壁接触的热敏电阻， 该薄壁面对被测量的流体。在Lars 0. Lindqvist, UIf E. Nilsson 和 Jonas N. Hylen 于 1997 年 6 月 25 日在 佛罗里达奥兰多的 International Gas Turbine & Aeroengine Congress & Exhibition 发表白勺文章 〃 Experimental investigation of a cooling system entrance for an annular gas turbine combustion chamber “中，以及在 UIf Ε. Nilsson, Lars 0. Lindqvist, Ingemar A. G. Eriksson 和 Jonas N. Hylen 于 1998 年 6 月 25 日在瑞典斯德 哥尔摩的 International Gas Turbine & Aeroengine Congress & Exhibition 发表的文 章〃 Experimental investigation of GTX100 combust or liner cooling system “中，描 述了被用于确定传热系数的实验中的测量技术。可以在US 2，972，885、US 3，352，154、US 3，500，686、US 5，339，688、US 3，798，967和EP 0 021 291中发现用于流量计中的基于在两个不同位置处加热流体和测量温度的方法的变形。在US 3，498，127、US 3，991，613和EP 0 569 129中描述了通过利用由运动流体 围绕的主体上的各部分加热元件来确定流体的速度和方向。In US 4，061，029中描述了一种流分离探测器，其中，监测嵌入在暴露于流动流体 的加热表面中的相邻热电偶的温度。US 5，218，865、US 4，304，130和US 5，388，457描述了用于速度测量的热风速仪 设计的示例。在US 4，418，568中描述了一种热膜/漩涡气流计，其包括用于质量流量测量的文 丘里旁路。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供用于探测流动通道中的流体能力变化的方法。本发 明的第二个目的在于提供用于通过确定流体的传热系数来探测流体能力变化的装置。本发 明的第三个目的在于提供一种有利的涡轮机。第一个目的是通过如权利要求1所述的方法来实现的。第二个目的是通过如权利 要求10所述的装置来实现的。第三个目的通过如权利要求15所述的涡轮机来实现的。从 属权利要求限定了本专利技术进一步的改进。本专利技术的用于探测流动通道中流体能力变化的方法包括如下步骤将所述流体引导到具有限定面积A的表面，与所述流动通道的其他部分相比，热 传导在该处得到了增强，测量所述流体的温度T。，加热所述表面，记录在加热所述表面期间被供应的功率Δ Q/ Δ t，测量被加热表面的温度T1,确定所述流体的传热系数h，以及将所确定的传热系数h与基准进行比较。在本专利技术的上下文中，流动通道可例如为导管。本专利技术的方法基于测量和比较传热系数中的变化，这捕捉到了压力、温度和质量 流量例如在使用单一测量仪器的一个测量中的贡献。传热系数h可利用面积A、流体温度Ttl、所记录的功率Δ Q/At以及被加热表面的 温度T1来确定。传热系数h可例如通过利用公式h= AQzTAWA^(T1-Tci)]来计算。当表面未被加热时，可在该表面处测量流体的温度 ；。这使得能够通过测量至少 两种不同情况下的温度Ttl和T1来确定传热系数h。特别地，可利用单一的热电偶或者替代 性地利用电阻膜或类似物来测量温度Ttl和1\。这意味着当表面未被加热时，可在该表面处 测量流体的温度 ；。而且，可通过相同的测量仪器测量流体的温度Ttl和被加热表面的温度 T10通常，可通过热电偶或电阻膜测量流体的温度Ttl和/或被加热表面的温度1\。有利地，可通过至少一个湍流器增强表面的热传导。这意味着所使用的温度传感 器可被附接到该表面，使得其测量所述表面上特定点的温度，其中，热传导由于包括所述表 面的主体上的热传导增强特征而得以增强，该特征例如为湍流器。此外，可使用外部电源将 包括了温度传感器的表面加热到不同温度。当外部电源被关闭时，温度传感器将由于其所在位置处具有增强的热传导系数， 从而使得测量出的温度非常接近于在进行测量的导管内流过传感器的空气的温度。通过比较温度传感器在两种不同情况下探测到的温度，在至少一种情况期间，所 包括的加热元件已被接通并且所供应的功率已被记录，可通过将两个对应的通量公式彼此 相减来确定传热系数。结果即为上面给出的公式。当加热器被接通时，如果被加热表面的 面积A较小，则流参数(例如导管中的压力、空气整体温度和质量流量)可被看作不变。所确定的传热系数可与来自于相同工作点处的标称或新发动机的基准值或基准 范围进行比较。可利用查找表来实现这一点。所述流体可用于冷却和/或密封一部件。特别地，所述流体可用在涡轮机例如燃 气涡轮机中。此外，所述流体可以是空气。在燃气涡轮机的情况中，从测量获得的传热系数 可与来自于相同工作点处的标称和/或新燃气涡轮机的值和/或范围进行比较。通常，所述流体的温度Ttl和/或被加热表面的温度T1可连续地被测量或者以规则本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于探测流动通道（１）中流体能力变化的方法，包括如下步骤： 将所述流体引导到具有限定面积Ａ的表面（８），与所述流动通道（１）的其他部分相比，热传导在该表面处得到了增强， 测量所述流体的温度Ｔ↓［０］， 通过加热元件（１２）加热所述表面（８）， 记录在加热所述表面（８）期间被供应的功率ΔＱ／Δｔ， 测量被加热表面（８）的温度Ｔ↓［１］， 确定所述流体的传热系数ｈ，以及 将所确定的传热系数ｈ与基准进行比较。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2008-6-4 08010200.71.一种用于探测流动通道(1)中流体能力变化的方法，包括如下步骤将所述流体引导到具有限定面积A的表面(8)，与所述流动通道(1)的其他部分相比， 热传导在该表面处得到了增强，测量所述流体的温度Ttl，通过加热元件(1 加热所述表面(8)，记录在加热所述表面(8)期间被供应的功率AQ/At，测量被加热表面(8)的温度T1,确定所述流体的传热系数h，以及将所确定的传热系数h与基准进行比较。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流体的温度Ttl是在所述表面(8)未通 过所述加热元件(1 加热时在所述表面(8)处测量的。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述流体的温度Ttl和被加热表面(8) 的温度T1是通过相同的测量仪器(11)测量的。4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述流体的温度Ttl和/或被 加热表面(8)的温度T1是通过热电偶或电阻膜测量的。5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述表面(8)的热传导是通过 至少一个湍流器(7)增强的。6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所确定的传热系数与来自于相 同工作点处的标称或新发动机的基准值或基准范围进行比较。7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述流体用...
【专利技术属性】
技术研发人员：U尼尔森，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。