Turbokoneen rakenneoptimointi ja mittausjärjestelyt

Abstract

Tässä diplomityössä käsitellään erään tuotekehitysprojektissa tehdyn turbokoneen prototyypin takuumittauksia. Takuumittauksilla on tarkoitus varmistaa alustavasti valmistetun prototyypin toimivuus. Mittauksista saatuja arvoja on lopuksi tarkoitus verrata suunnitteluarvoihin, jolloin nähdäänkuinka hyvin suunnitelmat ja alustavat suunnittelulaskelmat ovat onnistuneet koskien tätä turbokonetta.

Työssä esitellään pääpiirteissään laitteen toiminta. Takuumittauksia varten tarpeelli-set mitattavat suureet ja vaihtoehtoiset mittausmenetelmät on esitelty. Lisäksi on suunniteltu mittausjärjestelmä PI-kaavioineen, jolla pystytään saamaan riittävän kat-tava mittaustulos laajuus. Työssä on myös esitelty miten mittaustuloksista saadaan tarvittavat vertailuarvot verrattavaksi alustaviin suunnittelulaskelmiin.

Tämä diplomityö on tehty, että alustavat mittaussuunnitelmat olisi valmiina olemassa jotta varsinainen takuumittauslaitteisto pystytään rakentamaan nopeasti turbokoneen prototyypin valmistuttua. Lopuksi saadun mittausotannan käsitteleminen on myös selvempää, koska riittävät teoreettiset perusteet mittausaineiston käsittelemiseen on myös kerätty tähän työhön.

Työssä käsiteltävän mittausjärjestelmän pääpaino on virtaus ja lämpöteknisillä mitta-uksilla. Myös sähköteknisiä mittauksia ja turbokoneen rakenteellisen toimivuuden mittauksia on käsitelty tässä työssä.

Tässä diplomityö antaa kattavat perustiedot tarvittaviin mittausmenetelmiin ja miten varsinainen mittaustieto saadaan jalostettua vertailtavaan muotoon. Siinä käsitellään myös vaikeuksia joita toimivanmittausjärjestelmän kehittämisessä on otettava huo-mioon.

This master's thesis treats guarantee measurements of a turbo machine prototype which is a product of a certain development project. These guarantee measurements will ensure that we can be sure in the preliminary functionality of the prototype. Fi-nally these measurements values are compared to the design values. After this it is possible to estimate how well the design and thepreliminary calculations are fits to this turbo machine.

Inthis thesis be presented the principles of the turbo machine in medium range. The measurement ranges and alternative measurement devices are presented. There are also presented the designed measurement facilities with process instrumentations figures. With these arrangements it will get enough measurement data resultsto compare to preliminary designing calculations.

Research has planed the preliminary measurements setup so that guarantee meas-urements facilities can be build quickly after prototype has manufactured. The final measurement data is simpler to handle, because there are gathered enough theoretical basic principles.

The measurement facility mostly deals with fluid mechanics and thermal measure-ments. Also electrical measurements and structural working of machine are covered in this thesis.

This master's thesis gives the basic information to the measurement methods and also how these measurement data can be converted to the final form. It is also dis-cussed the difficulties to take account in the practical measurement facility.