Введение 3
1. Принцип устройства и действия термопары 5
1.1.Термопреобразователь 5
1.2.Термопара хромель-алюмель (ТХА) 7
1.3 Термопара хромель-копель (ТХК) 8
1.4 Термопара железо-константан (ТЖК) 9
2. Газотермическое напыление 11
2.1. Газопламенное напыление 11
2.2 Плазменное напыление 15
2.3. Электродуговая металлизация 18
2.4. Выбор газотермического напыления для нанесения термопары на поверхность образца лопатки газотурбинного двигателя 19
3. Подготовка образцов газотурбинного двигателя для эксперимента 21
3.1. Установка термопары методом газопламенного напыления 21
3.2. Установка термопары методом точечной сварки 27
3.3. Проверка работоспособности образцов 29
4. Эксперементальная часть 31
4.1. Результаты испытания образца 1 33
4.2. Результаты испытания образца 2 35
4.3. Оценка влияния температур на лопатку газотурбинного двигателя 38
Заключение 44
Список литературы 46
Измерение температур наряду с измерениями других величин имеет весьма важное значение в науке, производстве или даже в быту. Наблюдение за изменением температур необходимо для контроля качества процессов в различных сферах машиностроения или другой промышленности, таких как черная и цветная металлургия, химическая и нефтеперерабатывающая промышленность. Точные измерения температуры позволяют отыскать подходящие условия для производства и обработки материалов, а также контролировать технологические процессы. Благодаря измерению температуры удается поддерживать высокую эффективность производства, контролировать качество продукции и улучшать безопасность исследований в этой области.
Первое достоверно известное устройство для измерения температуры было создано итальянским физиком и астрономом Галилео Галилеем, создавший в 1593 году первый термоскоп - устройство для измерения температуры жидкости. Позднее крупным шагом в развитии термометрии было введение ртутного термометра, который стал известен как шкала Фаренгейта. Его предложил немецкий физик Габриэль Фаренгейт. Первое измерение температуры в России было проведено в 1701 году в Санкт-Петербурге Академией наук. В это время была создана первая метеорологическая станция, где начались систематические наблюдения за погодой и измерения температуры воздуха. Эти измерения были важным шагом в развитии метеорологии и климатологии в России.
С давних времен технологии измерения температуры продолжают развиваться, и современные методы измерения включают в себя использование термометров различных типов, инфракрасных тепловизоров, термопар и других устройств. Точные измерения температуры стали неотъемлемой частью многих процессов в науке, промышленности и медицине, и они продолжают играть важную роль в повышении и поддержании эффективности и безопасности различных технологических процессов.
Термопреобразователи остаются актуальными в измерении рабочих температур лопаток газотурбинного двигателя благодаря своей надежности, долговечности, простоте в использования и доступности. Они способны работать в широком диапазоне температур, обладают высокой точностью измерений и могут быть легко подключены к различным устройствам для контроля температуры. Все эти факторы делают термопреобразователи незаменимым инструментом в измерении рабочих температур лопаток газотурбинного двигателя.
Метод нанесения термопар методом газопламенного напыления актуален своей доступности и возможности нанесения различных типов покрытий. Благодаря этому методу, термопара может быть надежно закреплена на поверхности из различных материалов, включая металлы и керамику. Это обеспечивает стабильную работу термопары и предотвращает ее различные повреждения или смещения.
Цели и задачи работы
Цель работы: поиск оптимального метода нанесения термопар и исследование влияния температур на общие механические свойства лопатки газотурбинного двигателя.
Основные задачи:
1. Выбор термопары для снятия показаний температур лопатки газотурбинного двигателя.
2. Выбор технологии нанесения термопары на лопатку газотурбинного двигателя для снятия показаний температур.
3. Подбор оборудования для осуществления процесса газопламенного напыления.
4. Произвести сравнение характеристик двух подготовленных образцов.
5. Оценить влияние температуры на лопатки газотурбинного двигателя.
На основе выполненной работы можно сделать следующие выводы:
1. Среди многочисленного вида термопреобразователей, нам удалось подобрать нужную термопару для последующего нанесения на поверхность лопатки газотурбинного двигателя по следующим критериям: широкий диапазон измеряемых температур, высокая точность измерений температур, надежность, простота в использовании, разумная стоимость. Для данного эксперимента подошел достаточно распространенный вид термопар, как хромель – алюмель.
2. Изучив распространенные газотермические методы напыления, можно сказать, что существует огромное количество методов, но выбор технологии нанесения термопары на лопатку газотурбинного двигателя зависит от некоторого ряда факторов, таких как: температура эксплуатации, механическая прочность, равномерность покрытия, не очень высокая скорость напыления, простота нанесения. Одним из основных методов нанесения термопары на поверхность лопатки газотурбинного двигателя является газопламенное напыление. Он обеспечивает самое хорошее сцепление термопары с поверхностью лопатки газотурбинного двигателя. Процесс напыления происходил на территории производственного комплекса «Салют» АО «ОДК».
3. Подобран станок газопламенного напыления, а также параметры установки. Выбрали подходящую горелку и материал для нанесения слоя на поверхность лопатки.
4. Вместо первоначального способа нанесения термопары было решено использовать метод точечной сварки. Этот способ необходим для того, чтобы можно было оценить и сравнить характеристики, полученные после проведения экспериментальной части работы.
5. В ходе эксперимента были испытаны два образца лопаток из материала ЭП-708. Испытания проходили на установке, включающей пьезовибратор и блок регулировки температур БРТ-200. Полученные результаты представлены в виде таблиц. Образец (1), где термопара была нанесена методом газопламенного напыления, успешно прошли все испытания. Образец (2), на котором термопара была нанесена методом точечной сварки, не выдержал испытаний – в нем образовалась трещина.
6. Проведена оценка влияния температур на работу лопаток газотурбинного двигателя. Также объяснено, почему важно контролировать и следить за этими температурами для обеспечения безопасности и эффективности работы двигателя.
Настоящая работа выполнена с целью поиска оптимального метода нанесения термопары на лопатки газотурбинного двигателя. Поставленные задачи были выполнены. Основными для разработки метода являются полученные результаты, которые могут быть основой методики нанесения термопреобразователей на поверхность лопаток газотурбинного двигателя.
