Investigation of mathematical model of pressure measurement system in aircraft engines
- Autores: Velmisov P.A.1, Ankilov A.V.1, Pokladova Y.V.1
-
Afiliações:
- Ulyanovsk State Technical University
- Edição: Volume 24, Nº 4 (2024)
- Páginas: 567-577
- Seção: Mechanics
- URL: https://journals.rcsi.science/1816-9791/article/view/353454
- DOI: https://doi.org/10.18500/1816-9791-2024-24-4-567-577
- EDN: https://elibrary.ru/TTEUAH
- ID: 353454
Citar
Texto integral
Resumo
A mechanical system consisting of a pipeline connected at one end to the combustion chamber of an aircraft engine, and with a sensor designed to measure the pressure in the combustion chamber at the other end is investigated in the work. The sensitive element of the sensor, which transmits information about pressure, is an elastic plate. A mathematical model of a pressure measurement system, taking into account the transfer of heat flow through a pipeline with a working medium (gas or liquid) from the engine to the elastic element, is proposed. To describe the vibrations of the sensitive element of the sensor, a linear model of a solid deformable body is considered, taking into account the temperature distribution over the thickness of the elastic element. Using the small parameter method, a coupled system of asymptotic partial differential equations was obtained that describes the joint dynamics of the gas-liquid medium in the pipeline and the elastic sensitive element of the pressure sensor. The cases of hinged and rigid fastening of the ends of the sensing element were studied. Based on the Bubnov – Galerkin method, the problem is reduced to the study of a coupled system of ordinary differential equations. Using the computer algebra system Mathematica 12.0, numerical experiments were carried out for specific parameters of the mechanical system.
Sobre autores
Petr Velmisov
Ulyanovsk State Technical University
Email: velmisov@ulstu.ru
ORCID ID: 0000-0001-7825-7015
Código SPIN: 3073-0889
Scopus Author ID: 6506739055
Researcher ID: D-5785-2017
Russia, 432027, Ulyanovsk, Severny Venetz Str., 32
Andrey Ankilov
Ulyanovsk State Technical University
Email: ankil@ulstu.ru
ORCID ID: 0000-0002-5946-8535
Código SPIN: 8170-8422
Scopus Author ID: 6701378606
Researcher ID: B-3371-2017
Russia, 432027, Ulyanovsk, Severny Venetz Str., 32
Yuliya Pokladova
Ulyanovsk State Technical University
Autor responsável pela correspondência
Email: pokladovau@inbox.ru
ORCID ID: 0000-0002-9876-4038
Código SPIN: 6541-2959
Scopus Author ID: 57205145512
Researcher ID: C-2095-2019
Russia, 432027, Ulyanovsk, Severny Venetz Str., 32
Bibliografia
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- Вельмисов П. А., Покладова Ю. В. Исследование динамики деформируемых элементов некоторых аэрогидроупругих систем. Ульяновск : УлГТУ, 2018. 152 с. EDN: VNPZJX
- 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
- 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
- Пирогов С. П. Манометрические трубчатые пружины. Санкт-Петербург : Недра, 2009. 276 с.
- 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
- Эткин Л. Г. Виброчастотные датчики. Теория и практика. Москва : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 408 с.
- 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
- 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
- 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
- Стучебников В., Васьков Ю., Савченко Е. Специальные датчики давления промышленной группы «МИДА» // Компоненты и технологии. 2021. № 5 (238). С. 12–15. EDN: BTNIBZ
- Казарян А. А., Грошев Г. П. Универсальный датчик давления // Измерительная техника. 2008. №3. С. 26–30. EDN: MVJYGR
- 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
Arquivos suplementares


