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DE3415165A1 - Einrichtung zur echtzeit-bestimmung der temperaturen und thermisch bedingten werkstoffbeanspruchungen rotierender teile von maschinen und anlagen im betrieb - Google Patents

Einrichtung zur echtzeit-bestimmung der temperaturen und thermisch bedingten werkstoffbeanspruchungen rotierender teile von maschinen und anlagen im betrieb

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Publication number
DE3415165A1
DE3415165A1 DE19843415165 DE3415165A DE3415165A1 DE 3415165 A1 DE3415165 A1 DE 3415165A1 DE 19843415165 DE19843415165 DE 19843415165 DE 3415165 A DE3415165 A DE 3415165A DE 3415165 A1 DE3415165 A1 DE 3415165A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature
time
component
prevailing
determined
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Application number
DE19843415165
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English (en)
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DE3415165C2 (de
Inventor
Günter Dr.-Ing. Breitkopf
Thomas 8000 München Speer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
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Publication date
Application filed by MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH filed Critical MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
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Priority to IT19822/85A priority patent/IT1185532B/it
Priority to FR8505771A priority patent/FR2563278B1/fr
Priority to US06/725,089 priority patent/US4722062A/en
Priority to GB08510184A priority patent/GB2157858B/en
Publication of DE3415165A1 publication Critical patent/DE3415165A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3415165C2 publication Critical patent/DE3415165C2/de
Granted legal-status Critical Current

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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/02—Arrangement of sensing elements
    • F01D17/08—Arrangement of sensing elements responsive to condition of working-fluid, e.g. pressure
    • F01D17/085—Arrangement of sensing elements responsive to condition of working-fluid, e.g. pressure to temperature
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1917—Control of temperature characterised by the use of electric means using digital means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
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Description

zw/si
MTU MOTOREN- UND TURBINEN-UNION
MÜNCHEN GMBH
München, den 19.4,1984
- Einrichtung zur Echtzeit-Bestimmung der Temperaturen und thermisch bedingten Werkstoffbeanspruchungen rotierender Teile von Maschinen und Anlagen im Betrieb
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Echtzeit-Bestimmung der Temperaturverteilungen und der thermisch bedingten Werkstoffbeanspruchungen von Maschinen- und Anlagenkomponenten während des Betriebes, bei denen
eine Messung dieser Größen nicht möglich ist, zum Zwecke der Überwachung sowie der Steuerung und Regelung.
In Maschinen- und Anlagenkomponenten, die im Betrieb erhöhten Temperaturen und Temperaturschwankungen unterworfen sind, treten in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen Temperaturdifferenzen auf. Diese hängen im stationären Falle nur von den momentan herrschenden Betriebsbedingungen ab, im instationären Falle jedoch auch von den vorangegangenen Betriebs zuständen bzw. den vorhergehenden Bauteiltemperaturen. Diese Temperaturdifferenzen verursachen Wärmespannungen, die sich den Spannungen aus äußeren Lasten, wie Einzelkräften, Drücken usw., überlagern und nicht selten wesentlichen Anteil an der gesamten Werkstoffbeanspruchung haben. Darüber hinaus verringern erhöhte Temperaturen die Werkstoff-Festigkeit u.U. erheblich.
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Sowohl die monotone Werkstoffbeanspruchung, wenn sie bestimmte Werte überschreitet, als auch die während des gesamten Betriebes entstehende zyklische Beanspruchung (Low Cycle Fatigue, LCF) führen zur Schädigung der Komponente. Beide müssen daher überwacht und, wenn möglich, bei der Steuerung bzw. Regelung der Maschine berücksichtigt werden.
Dazu müssen die Werkstoff-Temperaturen und die thermisch bedingte Beanspruchung der Komponenten in Abhängigkeit vom tatsächlichen Betriebsverlauf ermittelt werden. Die direkte Messung dieser Größen ist oft nicht möglich, insbesondere können Temperaturen und Wärmespannungen von rotierenden Komponenten sehr häufig nicht gemessen werden. Ihre hinreichend genaue Bestimmung aus anderen, leichter verfügbaren Meßgrößen stößt jedoch bisher besonders bei komplexer Geometrie der Komponenten und wegen der Zeitabhängigkeit der Temperaturentwicklung innerhalb der Komponenten auf Schwierigkeiten. In der Regel kann aus den physikalisch-mechanischen Gesetzmäßigkeiten keine explizite (Rechen-) Vorschrift für die Temperaturverteilung und die Wärmebeanspruchung hergeleitet werden. Für die genannten Steuerungs- und Regelungsaufgaben müssen Temperaturen und Werkstoffbeanspruchungen in Echtzeit ermittelt werden. In der Praxis bringt es erhebliche Vorteile, wenn eine Einrichtung, die diese Aufgabe löst, in die betreffende Maschine bzw. Anlage integriert werden kann. Daher ist der Einsatz bekannter numerischer Rechenmethoden (wie Finite-Element-Methoden und Differenzenverfahren) nicht möglich, da diese zu langsam für den Echtzeit-Einsatz arbeiten, und da die von diesen benötigte Hardware zu umfangreich ist.
Diese Situation ist insbesondere bei Flugtriebwerken gegeben.
g[- Zur festigkeitsmäßigen Auslegung wie auch bei der Ermittlung der LCF-Schädigung im Betrieb sind neben den Flieh-
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-S-
* kraftspannungen die Wärmespannungen zu bestimmen, die in Abhängigkeit vom Triebwerksbetrieb auftreten. Als Information über den momentanen Betriebszustand stehen nur allgemeine Flug- und Betriebsparameter, wie Totalzustände ° am Triebwerkseintritt, Rotordrehzahlen und eine Gastempe-. ratur im Primärstrom nach der Brennkammer zur Verfügung. Temperaturmessungen sind am Rotor nicht möglich. Aus den genannten Parametern müssen die zugehörigen zeitlichen Verläufe von Temperaturverteilung und Wärmespannung ermitfcelt werden.
Es sind für Turbomaschinen Einrichtungen bekannt, die näherungsweise in jedem Zeitpunkt die Temperaturverteilung und die Wärmebeanspruchung eines Rotors in Abhängigkeit von den zu diesem Zeitpunkt herrschenden Betriebsbedingungen bestimmen.
Die diesen Einrichtungen zugrundeliegenden Verfahren sind bei Anwendung auf beliebig zeitliche Betriebsverläufe ungenau, da sie die vorhergehende Temperaturverteilung im Rotor und damit die Zeitabhängigkeit der Temperaturentwicklung nicht berücksichtigen.
Es sind ebenfalls Einrichtungen bekannt, bei denen aus der gemessenen Temperaturverteilung an wenigen charakteristischen Punkten des Bauteiles auf die gesamte Temperaturverteilung innerhalb dieser Komponente geschlossen wird, woraus dann die Wärmebeanspruchung ermittelt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Temperaturen und thermisch bedingten Werkstoffbeanspruchungen unter Berücksichtigung von deren Zeitabhängigkeit zu bestimmen, wobei die Erfindung Bestandteil der betreffenden Maschine oder Anlage sein und in Echtzeit arbeiten soll. Zur Lösung dieser Aufgabe sollen lediglich solche den Betrieb der Maschine beschreibende Meßgrößen ver-
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wendet werden, die für andere Zwecke bereits bekannt oder leicht verfügbar sind, jedoch keine Meßstellen an der betreffenden Komponente erfordern.
Diese komplexe Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Rechner zu jedem Zeitpunkt des Betriebes die von der herrschenden Temperaturverteilung abhängende Änderung dieser Temperaturverteilung in Analogie zu und aus den zu bestimmten bekannten Betriebsverläufen gehörenden Temperaturentwicklungen der Komponente ermittelt wird. Aus der ermittelten Temperaturverteilung werden die thermisch bedingten Werkstoffbeanspruchungen bestimmt.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sind vielfältig:
Sie gestattet, momentane Temperaturverteilungen und thermisch bedingte Werkstoffbeanspruchungen an Bauteilen zu bestimmen, die einer direkten Temperatur- und Spannungsmessung nicht zugänglich sind. Sie berücksichtigt dabei das Zeitverhalten der wärmeleitenden Struktur und ist damit sehr genau. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann in die Maschine bzw. Einrichtung integriert werden und ermittelt die Ergebnisse in Echtzeit.
Aus den von dieser Einrichtung ermittelten Temperaturen und Werkstoffbeanspruchungen kann in einer nachgeschalteten Recheneinheit die aufgetretene LCF-Schädigung dem Stand der Technik entsprechend berechnet, über die gesamte Betriebszeit akkumuliert und jederzeit angezeigt werden. Auf der Grundlage dieser Anzeige können Wartungs- und Inspektionsintervalle oder die Zeitpunkte für den Austausch von Teilen entsprechend der im Betrieb tatsächlich entstandenen Schädigung optimal bestimmt werden.
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Sie gestattet ferner, die zeitliche Entwicklung von Temperaturverteilungen an Bauteilen von einer beliebigen Anfangsverteilung aus bei hypothetischem Verlauf der Betriebsparameter (Drehzahl, Temperatur,. Druck, Leistung , u.a.) zu ermitteln und thermisch bedingte Werkstoffbeanspruchungen sowie die daraus resultierende Ermüdung auf relativ einfache Weise und zu jedem Zeitpunkt vorherzusagen. Dies wird dazu benutzt, bei angeforderten Laständerungen oder Änderungen einzelner Betriebsparameter die zu erwartenden Bauteiltemperaturen und thermisch bedingten Werkstoffbeanspruchungen zu ermitteln. Je nach Ergebnis wird die angeforderte Änderung der Last- bzw. Betriebsparameter der Maschine dann freigegeben oder auf
ein zulässiges Maß verringert.
15
Nachfolgend seien einige Ausführungsbeispiele der Erfindung im einzelnen erläutert, wie sie in den Zeichnungen
rein schematisch dargestellt sind. 20
Es zeigen:
Fig. 1 Ein Schema eines Prozessors zur
Ermittlung der betriebsabhängigen Temperaturverteilung
Fig. 2 Betriebsverlaufe, die der Berechnung
der Mustertemperaturverläufe in einem typischen Anwendungsfall zugrunde liegen
Fig. 3 eine Einrichtung zur Bestimmung und
Überwachung der Lebensdauer von Flugtriebwerksrotoren bezüglich ihrer LCF-Schädigung.
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Fig. 4 einen Vergleich der mit dem neuen Ver
fahren bestimmten Temperaturen mit den Ergebnissen von Finite-Element-Rechnungen
Fig. 5 eine Rotorscheibe mit kritischen
Punkten
Fig. 6 eine Einrichtung zur Steuerung oder
Regelung einer stationären Turbo-
0 Generatoren-Anlage unter Berück
sichtigung der betriebsabhängigen LCF-Schädigung
Der prinzipielle Aufbau des Prozessors, der den zeitlichen
Verlauf der Temperaturverteilung der Maschinenkomoonente • 15
unter bestimmten Betriebsbedingungen ermittelt, ist in Fig. 1 dargestellt.
Die kontinuierliche Temperaturverteilung in der Komponente
wird durch die Temperaturen einer begrenzten Zahl von 20
Punkten in der Komponente näherungsweise beschrieben. Die instationäre Entwicklung dieser Temperaturverteilungen T(t) wird zeitschrittweise ermittelt, wobei die Zeitschrittweite -^j t geeignet zu wählen ist.
Der Prozessor benötigt als Eingangssignal diejenigen von den Betriebsbedingungen abhängenden Temperaturen (z.B. die Temperatur des Arbeitsmittels) oder äquivalente Größen, die die Temperatur der Komponente bestimmen (die beschriebene Eingangsgröße wird "Führungstemperatur"
ow TF,genannt) sowie eventuelle weitere maschinenspezifische Größen 1, die insbesondere das Wärmeübergangs- und -leitverhalten der Komponente beeinflussen (z.B. Drehzahl, Druck des Arbeitsmittels).
In dem Lesespeicher 2 liegt ein Satz von Mustertemperaturverlaufen vor. Diese beschreiben die zeitliche Entwicklung gewisser Anfangstemperaturverteilungen unter ausgewählten Musterbetriebsbedingungen und/stehen aus einer Folge j 4 Q4 instationärer Temperaturverteilungen. Die aktuelle Temperaturverteilung T (t--a-tj(13) der Komponente wird zu Beginn eines jeden Zeitschrittes mit den Mustertemoerafurvefjäufen
■aus dem als Datenspeicher.dienenden Lesespeiober 2 ver-L0 glichen. In dem Selektor 3:.werfen "diejenigen instatj-onäten C-0 Mustertemperaturverteilungen 4 ausgewählt, die naclr ßerffcR-"■° 1 sichtigung des Unterschiedes zwischen aktueller Führungsnut" temperatur und der bei der Ermittlung der Mustertempe-00
raturverläufe zugrunde gelegten Führungsteraperatur am wenigsten von der aktuellen TemperaturverteiCung abweichen. im Analysator 5 werden Gewichtsfaktoren 6 derart bestimmt, daß sich die aktuelle Temperaturverteilung als gewichtetes Mittel der ausgewählten Mustertemperaturverteilungen darstellen läßt.
Die Änderungsraten, mit denen sich die Mustertemperaturverteilungen ändern, können aus dem Datenspeicher 2 der Mustertemperaturverläufe gelesen werden. Im Adaptor 7 werden die Temperaturänderungsraten an die aktuellen Betriebsbedingungen angepaßt, indem aus diesen ein Faktor ermittelt wird, mit dem die Änderungsraten der Mustertemperaturverteilungen beaufschlagt werden (dies geschieht einheitlich für alle betrachteten Punkte der Komponente). Die Ermittlung dieses Faktors geschieht maschinenspezifisch und hängt von den verfügbaren gemessenen Betriebsparametern 1 ab. Die so erhaltenen Temperaturänderungsraten 8 werden mit den im Analysator 5 bestimmten Gewichtsfaktoren 6 gemittelt, woraus sich die aktuelle Temperaturänderungsrate 9 für den vorliegenden Betriebsfall ergibt. Nach Ausführung des ZeitSchrittes Λ t im Integrator 10 wird am Ausgang 11 eine resultierende Temperatur in gewünschter Form ausgegeben. Im folgenden Zeitschritt steht diese Temperatur am Ausgang des Verzögerungselementes 12 als aktuelle Temperatur 13 zur Verfügung.
Die thermisch bedingten Werkstoffbeanspruchungen lassen sich erfahrungsgemäß für jedes Gebiet des betreffenden Bauteils aus der Temperaturverteilung durch einfache Zusammenhänge (z.B. linearkombinationen der Temperaturen) bestimmen, die jedoch von den jeweiligen konstruktiven Gegebenheiten abhängen.
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In Fig. 2 sind für einen typischen Anwendungsfall die Betriebsverläufe über der Zeit t dargestellt, für die dieTemperaturentwicklung mit Hilfe von Finite-Element-Methoden berechnet und als Mustertemperaturverläufe im Lesespeicher 2 gespeichert wurden. Diese Betriebsverläufe wechseln zwischen zwei mit a und b gekennzeichneten Betriebs zuständen. Dabei wurden diese Betriebszuatände sowohl für ausgewählte Zeiten t.. und t~ als auch aufdem jeweils zuletzt angenommenen Niveau bis zum Erreichen einer stationären Temperaturverteilung konstant gehalten. Die Temperaturverteilung zu Beginn eines jeden Mustertemperaturverlaufes wurde als stationär angenommen, kann prinzipiell jedoch beliebig definiert werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist ein Fluggasturbinentriebwerk dargestellt. Die Scheiben von Verdichterrotoren 14 und Turbinenrotoren 15 enthalten eine Reihe von Gebieten, deren LCF-Lebensdauerverbrauch überwacht werden muß. Die Totaltemperatur T und der Totaldruck ρ des Arbeitsmittels am Eintritt 16 des Triebwerks und die Drehzahl N der Welle 17 werden als die den Betrieb charakterisierenden Parameter gemessen.
Die Meßsignale werden einer Recheneinheit 23 zugeführt, die für die betrachteten Verdichter- und Turbinenstufen eines jeweiligen Rotors die Führungstemperatur T .hier die Temperatur des Arbeitsmittels über der jeweiligen Stufe, bestimmt. In dem Prozessor 24 werden aus dieser Führungstemperatur T und der Drehzahl N für jeden Zeitschritt JS t die Temperaturverteilung T der betrachteten Scheibe und die zugehörige Wärmespannungen (^ ermittelt. Diese Werte werden an eine Recheneinheit 25 übergeben, die die entsprechende Schädigung D berechnet und akkumuliert und an der Ausgabe 26 zur Anzeige bringt. 35
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Fig. 4 zeigt die gute Übereinstimmung zwischen den mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bestimmten und den mit Hilfe von Finite-Methoden (FEM) exakt berechneten Temperaturen T für einen längeren Betriebszeitraum, dargestellt am Beispiel der hochbelasteten Punkte Scheibennabe 27, Bolzenbohrung 28 und Schaufelnutgrund 29 der Rotorscheübe 30, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist. Die Temperaturen der drei Punkte 27 bis 29 der Scheibe 30 sind über der Zeit t in Fig. 4 aufgetragen. Dabei bezeichnen die Symbole die FEM-Ergeb- IQ nisse und die durchgezogenen Linien die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bestimmten Temperaturen. Die Drehzahl ist mit N bezeichnet.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist eine Turbo-Generatoren-Anlage zur Stromerzeugung dargestellt. Bei größeren Änderungen des Betriebszustandes, wie sie besonders beim Anfahren auftreten oder bei größeren Laständerungen, entstehen im Turbinenrotor instationäre Temperaturverteilungeη, die zu erheblichen Wärmespannungen und damit zu LCF-Schädigungen führen könenn. Die erfidungsgemäße Einrichtung sorgt in diesem Ausführungsbeispiel als zusätzliche Komponente des Reglers dafür, daß die bei Betriebsänderungen entstehenden LCF-Schädigungen möglichst klein gehalten bzw. gewisse Grenzwerte von den entstehenden Wärmespannungen nicht überschritten werden.
Aus dem Sollwert 31 und dem Istwert 32 der Leistung des Generators 33 berechnet der Regler 34 einen Wert 35 der Stellgröße für das Regelventil 3 9 der Turbine 40. Die er-
gO findungsgemäße Einrichtung 36 ermittelt die aus diesem angeforderten Wert resultierende Wärmespannung bzw. LCF-Schädigung 37. Je nach Ergebnis wird der Wert 35 der Stellgröße freigegeben oder auf ein zulässiges Maß verringert, so daß das Ventil 39 mit dem Wert 38 der Stellgröße beaufschlagt wird.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten/ beschriebenen und beanspruchten Ausführungsbeispiele beschränkt.
Zur Erfindung gehören ausdrücklich alle Kombinationen und Unterkombinationen dieser Merkmale sowohl untereinander als auch mit an sich bekannten Merkmalen und Anwendungen.
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Ii.
- Leerseite -

Claims (1)

  1. MTU MOTOREN- UND TURBINEN-UNION
    MÜNCHEN GMBH
    München, den 19.4.1984
    Patentansprüche
    /1.)Einrichtung zur Echtzeitsteuerung, -regelung und/oder -Überwachung von Kraft- und Arbeitsmaschinen, insbesondere thermischen Strömungsmaschinen, nach dem
    Kriterium Werkstoffbeanspruchung, insbesondere LCF (Ermüdung durch Wechselbeanspruchung) und/oder Kriechen, bei Komponenten, die zu einem wesentlichen Teil thermisch bedingten Beanspruchungen unterliegen und bei denen weder eine direkte Messung von Temperaturen
    noch der thermisch bedingten Beanspruchungen möglich ist und schnelle Änderungen von Betriebsparametern auftreten, wie bei Rotoren, insbesondere von Flugtriebwerken, dadurch gekennzeichnet, daß in einem in die Maschine einbaubaren Rechner zu jedem Zeitpunkt des Betriebs die herrschende Temperaturvertellung in der (den) Komponente(n) aus bekannten Temperaturverlaufen unter Berücksichtigung der momentanen Betriebsparameter der Maschine und £er Berücksichtigung ihres vorangegangenen Betriebs die zugehörige Werkstoffbeanspruchung ermittelt wird.
    2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die momentanen Temperaturverteilungen der betrachteten Komponenten dadurch gewonnen werden, daß ESP-767
    die zu einem, um ein kleines Zeitintervall zurückliegenden Zeitpunkt herrschenden TemperaturVerteilungen der Komponenten mit bekannten (aus Messungen 5 oder exakten Berechnungen gewonnen), verglichen werden, wobei diejenigen dieser bekannten Temperaturverteilungen ausgeählt werden/ die am wenigstens von den Temperaturverteilungen zu dem zurückliegenden Zeitpunkt abweichen, und daß aus den bekannten, ent-
    ^O sprechend dem Unterschied zwischen aktuellen Be-
    ' triebsbdingungen und den bei der Ermittlung der Mustertemperaturverläufe zu Grunde gelegten Betriebsbedingungen modifizierten Temperaturänderungsraten der Mustertemperaturverläufe die Änderungsrate der Temperatur während des zurückliegenden Zeitintervalls unter den im betrachteten Zeitpunkt herrschenden, für die Dauer des zurückliegenden Zeitintervalls als konstant angesehenen Betriebsbedingungen ermittelt wird.
    203.Einrichtung nach deinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus den bekannten Temperaturänderungsraten der Mustertemperaturverläufe die tatsächliche Temperaturänderungsrate durch gewichtete Mittelung gewonnen wird, und daß die für die Mittelung benutzten Gewichte derart bestimmt werden, daß eine mit ihnen vorgenommene Mittelung der am wenigsten von der zum zurückliegenden Zeitpunkt herrschenden Temperaturverteilung abweichenden bekannten Temperaturverteilungen der Mustertemperaturverläufe die zum zurückliegenden Zeitpunkt herrschende Temperaturverteilung ergibt.
    4. Digitale Einrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem der sich um ein festes Zeitintervall unterscheidenden Zeitpunkte:
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    - In einem Selektor die - unter Berücksichtigung der herrschenden, das Wärmeverhalten des Bauteiles bestimmenden "Führungstemperatur" T„ von der zum zurückliegenden Zeitpunkt herrschenden Temperaturverteilung des Bauteiles am wenigsten abweichenden Temperaturverteilungen aus einer Reihe bekannter, der Einrichtung im Lesespeicher integrierten Temperaturverläufe ermittelt werden; woraus
    - in einem Analysator Gewichtsfaktoren derart
    gewonnen werden, daß eine Mitteilung der vom Selektor übergebenen Temperaturverteilungen mit diesen Gewichtsfaktoren die Temperaturverteilung des Bauteils zum zurückliegenden Zeitpunkt ergibt; mit welchen die Temperatur-Änderungsraten,
    - die in einem Adaptor aus den im Lesespeicher enthaltenen, zu den vom Selektor ausgewählten Temperaturverteilungen gehörenden Temperaturänderungsraten an die herrschenden Grund-Betriebsparameter und die herrschenden Führungstemperatur T angepaßt werden,
    — gemittelt werden, und aus der so erhaltenen Änderungsrate der Bauteil-Temperaturverteilung
    - in einem Integrator, aufbauend auf der Bauteiltemperatur des zurückliegenden Zeitpunktes, die unter den herrschenden Betriebsbedingungen bestehende Temperaturverteilung des Bauteiles bestimmt wird.
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    5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die sich aus Wärmespannungen ergebende Beanspruchung des betrachteten Bauteils zu jedem Zeitpunkt des Betriebes aus der zu diesem Zeitpunkt herrschenden Temperaturverteilung
    des Bauteils und aus den aktuellen Werten der Grund-Betriebsparameter ermittelt wird bzw. für hypothetische Betriebszustände (angeforderter Soll-Wert) aus den unter diesen sich ergebenden Temperatur-Verteilungen und den aus den hypothetischen Betriebszuständen resultierenden und aus diesen ableitbaren Werten der Grund-Betriebsparameter ermitelt wird.
    6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Ermittlung der für die Regelung, Steuerung, Überwachung relevanten Temperaturen und Wärmespannungen des betrachteten Bauteils lediglich solche Meßgrößen benötigt werden, die für die Regelung der Maschine nach ihren Hauptregelkriterien bereits benötigt werden oder leicht verfügbar sind.
    7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß für rotierende Teile von Strömungsmaschinen, insbesondere für Rotorscheiben von Flugtriebwerken und stationären Gasturbinen, die im Betrieb auftretenden Bauteiltemperaturen und eventuell zusätzliche, daraus abgeleitete, für die monotone Werkstoffbeanspruchung repräsentative Größen, insbesondere Spannung, elastische und/oder plastische Dehnung, Kriechdohnuncr, ermittelt werden, so daß entweder durch Anzeige dieser Größen die Einhaltung zulässiger Grenzen für diese Größen überwacht wird oder eine elektronische Logikschaltung den Vergleich zwischen Ist-Werten und zulässigem Bereich ausführt und Bereichsüberschreitungen anzeigt.
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    8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprücne, dadurch gekennzeichnet, daß für rotierende Teile von STrömungsmaschinen, insbesondere für Rotorscheiben von Flugtriebwerken und stationären Gasturbinen, die infolge von Bauteiltemperaturänderungen, die durch einzelne Betriebsmanöver wie z.B. Anfahren und Laständerungen, oder ganze Betriebsabläufe.wie z.B. ganze Flüge, verursacht werden, auftretenden thermisch bedingten Beanspruchungen ermittelt werden und die für die dadurch bedingte zyklische Werkstoffbeanspruchung bzw. Ermüdung (LCF) repräsentativen Größen, insbesondere Spannungs-/ Dehnungsänderungen, Kriechen', daraus abgeleitet werden, so daß die Ausführung dieser Manöver bezüglich des dadurch verursachten Lebensdauerverbrauchs durch Anzeige der genannten repräsentativen Größen oder durch eine nachgeschaltete Berechnung der Schädigung und Anzeige dieser Schädigung überwacht wird und/oder optimale Wartungszeitpunkte bestimmt werden.
    9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Steuerung bzw. Regelung einer thermischen Strömungsmaschine, insbesondere einer stationären Dampf- oder Gasturbine, die mit dieser Einrichtung ermittelten, vom tatsächlichen Betrieb abhängigen Werkstofftemperaturen und -beanspruchungen thermisch hoch belasteter Bauteile ohne Möglichkeit der direkten Messung dieser Beanspruchung, insbesondere Rotorscheiben, so mit einbezogen werden, daß keine stark schädigenden Werkstoff temperaturen und -beanspruchungen auftreten.
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