Исследование математической модели системы измерения давления в авиационных двигателях

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В работе исследуется механическая система, состоящая из трубопровода с камерой сгорания авиационного двигателя на одном конце и с датчиком, предназначенным для измерения давления в камере сгорания, на другом конце. Чувствительным элементом датчика, передающим информацию о давлении, является упругая пластина. Предложена математическая модель системы измерения давления с учетом передачи теплового потока по трубопроводу с рабочей средой (газом или жидкостью) от двигателя к упругому элементу. Для описания колебаний чувствительного элемента датчика рассмотрена линейная модель твердого деформируемого тела, учитывающая распределение температуры по толщине упругого элемента. С помощью метода малого параметра получена связанная система асимптотических дифференциальных уравнений в частных производных, описывающая совместную динамику газожидкостной среды в трубопроводе и упругого чувствительного элемента датчика давления. Исследовались случаи шарнирного и жесткого закрепления концов чувствительного элемента. На основе метода Бубнова – Галёркина задача сведена к исследованию связанной системы обыкновенных дифференциальных уравнений. С помощью системы компьютерной алгебры Mathematica 12.0 произведены численные эксперименты для конкретных параметров механической системы.

Об авторах

Петр Александрович Вельмисов

Ульяновский государственный технический университет

Email: velmisov@ulstu.ru
ORCID iD: 0000-0001-7825-7015
SPIN-код: 3073-0889
Scopus Author ID: 6506739055
ResearcherId: D-5785-2017
Россия, 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, д. 32

Андрей Владимирович Анкилов

Ульяновский государственный технический университет

Email: ankil@ulstu.ru
ORCID iD: 0000-0002-5946-8535
SPIN-код: 8170-8422
Scopus Author ID: 6701378606
ResearcherId: B-3371-2017
Россия, 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, д. 32

Юлия Валерьевна Покладова

Ульяновский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: pokladovau@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-9876-4038
SPIN-код: 6541-2959
Scopus Author ID: 57205145512
ResearcherId: C-2095-2019
Россия, 432027, г. Ульяновск, ул. Северный Венец, д. 32

Список литературы

  1. Aulisa E., Ibragimov A., Kaya-Cekin E. Y. Fluid structure interaction problem with changing thickness beam and slightly compressible fluid // Discrete and Continuous Dynamical Systems– S. 2014. Vol. 7, № 6. P. 1133–1148. https://doi.org/10.3934/dcdss.2014.7.1133
  2. Faal R. T., Derakhshan D. Flow-induced vibration of pipeline on elastic support // Procedia Engineering. 2011. Vol. 14. P. 2986–2993. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2011.07.376
  3. Kheiri M., Paidoussis M. P. Dynamics and stability of a flexible pinned-free cylinder in axial flow // Journal of Fluids and Structures. 2015. Vol. 55. P. 204–217. https://doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2015.02.013
  4. Giacobbi D. B., Semler C., Paidoussis M. P. Dynamics of pipes conveying fluid of axially varying density // Journal of Sound and Vibration. 2020. Vol. 473. Art. 115202. https://doi.org/10.1016/j.jsv.2020.115202
  5. Abdelbaki A. R., Paidoussis M. P., Misra A. K. A nonlinear model for a hanging cantilevered pipe discharging fluid with a partially-confined external flow // International Journal of Non-Linear Mechanics. 2020. Vol. 118. Art. 103290. https://doi.org/10.1016/j.ijnonlinmec.2019.103290
  6. Velmisov P. A., Pokladova Yu. V., Mizher U. J. Mathematical modeling of the mechanical system “pipeline– pressure sensor” // AIP Conference Proceedings. 2019. Vol. 2172. P. 030006-1–030006-12. https://doi.org/10.1063/1.5133495, EDN: PJPWYD
  7. Velmisov P. A., Pokladova Yu. V. Mathematical modelling of the “pipeline– pressure sensor” system // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1353. Art. 012085. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1353/1/012085, EDN: QDIGJK
  8. Вельмисов П. А., Покладова Ю. В. Математическое моделирование систем измерения давления // Вестник Ульяновского государственного технического университета. 2020. № 2–3 (90–91). С. 10–19. EDN: CCGTAB
  9. Анкилов А. В., Вельмисов П. А., Горбоконенко В. Д., Покладова Ю. В. Математическое моделирование механической системы «трубопровод – датчик давления». Ульяновск : УлГТУ, 2008. 188 с. EDN: QNVYPF
  10. Вельмисов П. А., Покладова Ю. В. Исследование динамики деформируемых элементов некоторых аэрогидроупругих систем. Ульяновск : УлГТУ, 2018. 152 с. EDN: VNPZJX
  11. Михайлов П. Г., Мокров Е. А., Митрохин С. В., Сергеев Д. А. Особенности метрологического обеспечения современных датчиков пульсаций давлений // Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2012. № 5 (130). С. 174–179. EDN: OYDWKL
  12. Михайлов П. Г., Мокров Е. А., Сергеев Д. А., Скотников В. В., Петрин В. А., Чернецов М. А. Чувствительные элементы высокотемпературных датчиков давления. Материалы и технологии изготовления // Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2014. № 4 (153). С. 204–213. EDN: SDJKNB
  13. Пирогов С. П. Манометрические трубчатые пружины. Санкт-Петербург : Недра, 2009. 276 с.
  14. Pirogov S. P., Cherentsov D. A., Chuba A. Yu., Ustinov N. N. Simulation of forced oscillations of pressure monitoring devices // International Journal of Engineering Trends and Technology. 2022. Vol. 70, № 2. P. 32–36. https://doi.org/10.14445/22315381/IJETT-V70I2P205, EDN: BYSORN
  15. Эткин Л. Г. Виброчастотные датчики. Теория и практика. Москва : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 408 с.
  16. Белозубов Е. М., Васильев В. А., Запевалин А. И., Чернов П. С. Проектирование упругих элементов нано- и микроэлектромеханических систем // Измерительная техника. 2011. № 1. С. 17–19. EDN: NDWZHT
  17. Дмитриенко А. Г., Исаков С. А., Белозубов Е. М. Датчики давления на основе нано- и микроэлектромеханических систем для ракетной и авиационной техники // Датчики и системы. 2012. № 9. С. 19–25. EDN: PCIXWT
  18. Белозубов Е. М., Мокров Е. А., Тихомиров Д. В. Минимизация погрешности тонкопленочных тензорезисторных датчиков давления при воздействии нестационарной температуры // Датчики и системы. 2004. № 1. С. 26–29. EDN: KWKNDB
  19. Стучебников В., Васьков Ю., Савченко Е. Специальные датчики давления промышленной группы «МИДА» // Компоненты и технологии. 2021. № 5 (238). С. 12–15. EDN: BTNIBZ
  20. Казарян А. А., Грошев Г. П. Универсальный датчик давления // Измерительная техника. 2008. №3. С. 26–30. EDN: MVJYGR
  21. Савченко Е. Г., Стучебников В. М., Устинов А. А. Особенности проектирования высокотемпературных тензопреобразователей давления на основе структур КНС // Приборы. 2016. № 3 (189). С. 1–7. EDN: VSELAP

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).