Investigación sobre un Método para la Evaluación de Daños en Línea de Palas de Turbina en una Turbina de Gas Basado en Condiciones de Operación
Autores: Zhu, Hongxin; Zhu, Yimin; Zhang, Xiaoyi; Chen, Jian; Luo, Mingyu; Huang, Weiguang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigación sobre un Método para la Evaluación de Daños en Línea de Palas de Turbina en una Turbina de Gas Basado en Condiciones de Operación
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Evaluación de daños en línea
Palas de turbinas de gas
Estado operativo
Objetivos de mantenimiento predictivo
Modelo híbrido
Método de conteo de ciclos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
La evaluación de daños en línea de las palas sometidas a cargas cíclicas complejas, basada en el estado operativo de una turbina de gas, permite reflejar en tiempo real la condición de daño de una pala. Esto, a su vez, facilita el logro de los objetivos de mantenimiento predictivo, mejorando la estabilidad económica y operativa de las operaciones de la turbina de gas. Este estudio establece un modelo híbrido para la evaluación de daños en línea de las palas de turbinas de gas basado en su estado operativo. El modelo comprende un modelo de rendimiento de turbina de gas basado en simulación termodinámica, un modelo de cálculo de carga de componentes basado en un modelo sustituto, un método de conteo de ciclos actualizado basado en el método de lluvia de cuatro puntos y un modelo mejorado de evaluación de mecanismos de daño. En el nuevo modelo, el uso de un modelo sustituto para la estimación de la información de carga de las palas, basado en los parámetros operativos de la turbina de gas, reemplaza los métodos convencionales de modelado físico. Esta sustitución mejora la precisión de los cálculos de carga de las palas, asegurando al mismo tiempo un rendimiento en tiempo real. Además, el nuevo modelo introduce un método de conteo de ciclos actualizado basado en el método de lluvia de cuatro puntos y un modelo mejorado de evaluación de mecanismos de daño. En la parte de conteo de temperatura, se propone un esfuerzo característico que representa la información de esfuerzo durante el proceso cíclico. Esta inclusión permite considerar el impacto de las fluctuaciones de esfuerzo en el daño por fluencia, mejorando así la precisión de la evaluación del daño por fatiga. En la parte de conteo de esfuerzo, el modelo incorpora información temporal asociada con cada ciclo. Este concepto se aplica posteriormente en la determinación de la información de deformación cíclica identificada, mejorando así la precisión de la evaluación del daño por fatiga. Finalmente, este estudio aplica el nuevo modelo a una evaluación de daños en línea de una pala estacionaria de turbina utilizando datos operativos reales de una microturbina de gas. Los resultados obtenidos del nuevo modelo se comparan con el EOH recomendado por el OEM, validando la precisión y aplicabilidad del nuevo modelo.
Descripción
La evaluación de daños en línea de las palas sometidas a cargas cíclicas complejas, basada en el estado operativo de una turbina de gas, permite reflejar en tiempo real la condición de daño de una pala. Esto, a su vez, facilita el logro de los objetivos de mantenimiento predictivo, mejorando la estabilidad económica y operativa de las operaciones de la turbina de gas. Este estudio establece un modelo híbrido para la evaluación de daños en línea de las palas de turbinas de gas basado en su estado operativo. El modelo comprende un modelo de rendimiento de turbina de gas basado en simulación termodinámica, un modelo de cálculo de carga de componentes basado en un modelo sustituto, un método de conteo de ciclos actualizado basado en el método de lluvia de cuatro puntos y un modelo mejorado de evaluación de mecanismos de daño. En el nuevo modelo, el uso de un modelo sustituto para la estimación de la información de carga de las palas, basado en los parámetros operativos de la turbina de gas, reemplaza los métodos convencionales de modelado físico. Esta sustitución mejora la precisión de los cálculos de carga de las palas, asegurando al mismo tiempo un rendimiento en tiempo real. Además, el nuevo modelo introduce un método de conteo de ciclos actualizado basado en el método de lluvia de cuatro puntos y un modelo mejorado de evaluación de mecanismos de daño. En la parte de conteo de temperatura, se propone un esfuerzo característico que representa la información de esfuerzo durante el proceso cíclico. Esta inclusión permite considerar el impacto de las fluctuaciones de esfuerzo en el daño por fluencia, mejorando así la precisión de la evaluación del daño por fatiga. En la parte de conteo de esfuerzo, el modelo incorpora información temporal asociada con cada ciclo. Este concepto se aplica posteriormente en la determinación de la información de deformación cíclica identificada, mejorando así la precisión de la evaluación del daño por fatiga. Finalmente, este estudio aplica el nuevo modelo a una evaluación de daños en línea de una pala estacionaria de turbina utilizando datos operativos reales de una microturbina de gas. Los resultados obtenidos del nuevo modelo se comparan con el EOH recomendado por el OEM, validando la precisión y aplicabilidad del nuevo modelo.