ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 519.6:621.51

Технічна механіка, 2019, 3, 38 - 44

АЕРОДИНАМІЧНЕ ВДОСКОНАЛЕННЯ ВХІДНОГО НАПРЯМНОГО АПАРАТА ВІДЦЕНТРОВОГО КОМПРЕСОРНОГО СТУПЕНЯ

DOI: https://doi.org/10.15407/itm2019.03.038

Кваша Ю. О., Зіневич Н. А., Петрушенко Н. В.

Кваша Ю. О.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

Зіневич Н. А.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

Петрушенко Н. В.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

      Роботу присвячено аеродинамічному вдосконаленню елементів відцентрових компресорних ступенів, необхідність якого обумовлена застосуванням таких ступенів у компресорах сучасних газотурбінних двигунів. Ціль роботи – побудова й перевірка працездатності методики аеродинамічного вдосконалення вхідних напрямних апаратів відцентрових компресорних ступенів, заснованої на числовому моделюванні просторових турбулентних газових потоків. До особливостей методики відносяться: варіювання просторової форми лопатки напрямного апарата з використанням параметра, змінного по висоті лопатки; формулювання критеріїв якості як середньоінтегральних значень енергетичних характеристик відцентрового колеса ступеня, що розглядається; пошук раціональної форми лопатки вхідного напрямного апарата шляхом перегляду області змінних у точках, що належать рівномірно розподіленій послідовності. Як основний інструмент дослідження застосовується числове моделювання просторових турбулентних газових течій на основі повних осереднених рівнянь Нав’є–Стокса й двопараметричної моделі турбулентності. У результаті проведеного дослідження на прикладі вхідного напрямного апарата відцентрового компресорного ступеня розрахунковим шляхом показано, що застосування розробленої методики дозволяє поліпшити енергетичні характеристики робочого колеса ступеня навіть у випадку вибору порівняно невеликого числа точок рівномірно розподіленої послідовності. Вірогідність даного висновку підтверджено наступним розрахунком енергетичних характеристик робочого колеса на більш докладній у порівнянні з використаною раніше розрахунковій сітці. У цілому в роботі показано, що зміна форми лопатки вхідного напрямного апарата помітно впливає на ступінь стиску повітря у відцентровому колесі і робочий діапазон зміни витрати повітря, але практично не позначається на величині адіабатичного ККД колеса. Отримані результати передбачається використовувати при аеродинамічній оптимізації елементів відцентрових ступенів авіаційних газотурбінних двигунів.
     

аеродинамічне вдосконалювання, відцентровий компресорний ступінь, вхідний напрямний апарат, числове моделювання, енергетичні характеристики

1. Ваняшов А. Д., Жерелевич А. В., Грехнев А. В., Дудьев Д. Я. Результаты экспериментальных исследований центробежной компрессорной ступени с осерадиальным рабочим колесом и входным регулирующим аппаратом. Омский научный вестник. 2010. № 2 (90). С. 105–108.

2. Васильев Ю. С., Галеркин Ю. Б., Солдатова К. В. Оптимизация проточной части турбомашин (на примере центробежных компрессоров). Проблемы энергетики. 2011. № 9–10. С. 105–117.

3. Ваняшов А. Д., Грехнев А. В. Теоретическое получение газодинамических характеристик высоконапорной центробежной компрессорной ступени при изменении угла поворота лопаток входного направляющего аппарата. Омский научный вестник. 2012. № 3 (113). С. 122–127.

4. Барышева Е. С., Демин А. Е., Дрынов О. Н. Исследование течения в осецентробежном компрессоре авиационного двигателя. Авиационно-космическая техника и технология. 2014. № 4 (111). С. 64–69.

5. Бондаренко Г. А., Юрко И. В. Сопоставление результатов численного и физического исследования входного регулирующего аппарата центробежного компрессора. Энергетические и теплотехнические процессы и оборудование. 2011. № 5. С. 90–94.

6. Кваша Ю. А. Расчет пространственного турбулентного потока в межлопаточных каналах сверхзвуковых компрессорных ступеней. Техническая механика. 1999. № 1. С. 9–13.

7. Рублевский Е. Ю., Плакущий Д. А., Письменный В. И., Кваша Ю. А. Численное исследование двухступенчатого вентилятора. Вестник двигателестроения. 2013. № 2. С. 169–176.

8. Письменный В. И., Кваша Ю. А. Расчет трехмерного турбулентного потока воздуха в центробежной ступени компрессора. Техническая механика. 2004. № 2. С. 94–99.

9. Кваша Ю. А., Зиневич Н. А. Аэродинамическое совершенствование рабочих колес центробежных ком¬прессорных ступеней. Техническая механика. 2019. № 1. С. 57–67. https://doi.org/10.15407/itm2019.01.053

10. Соболь И. М., Статников Р. Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями. М.: Наука, 1981. 110 с.

Copyright (©) 2019 Кваша Ю. О., Зіневич Н. А., Петрушенко Н. В.

Copyright © 2014-2019 Технічна механіка