Аэродинамическое совершенствование компрессоров ГТД путём пространственного профилирования лопаточных венцов

В. П. Герасименко, М. Ю. Шелковский

Аннотация


Рассмотрено оптимальное пространственное профилирование лопаточных венцов компрессорных ступеней ГТД на основе расчёта трёхмерного вязкого потока. Одновременное варьирование геометрических параметров лопаток и решёток профилей при их профилировании существенно ускоряет процедуру многопараметрической оптимизации. В качестве интегрального критерия минимизации различных видов гидравлических потерь использован КПД компрессорных ступеней. В результате экспериментальных исследований оптимизированной решётки профилей выходного спрямляющего аппарата компрессора стационарного ГТД было установлено уменьшение коэффициента гидравлического сопротивления в ней по сравнению с исходной решёткой в широком диапазоне углов атаки.


Ключ. слова


Газотурбинный двигатель; компрессор; оптимизация; средняя линия; навал; характеристика; коэффициент потерь

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Научный вклад в создание авиационных двигателей [Текст] / под общ. ред. В.А. Скибина и В.И. Солонина. - М.: Машиностроение, 2000. Кн. 1 – 725 c. Кн. 2 – 646 c.

2. Нечаев, Ю.Н. Теория авиационных газотурбинных двигателей [Текст] / Ю.Н. Нечаев, Р.М. Федоров. – М.: Машиностроение, 1977. Ч.1. – 312 с.

3. Кампсти, Н. Аэродинамика компрессоров [Текст]: / Н. Кампсти; пер. c англ. – М.: Мир, 2000. – 688 c.

4. Аэродинамический расчет и оптимальное проектирование проточной части турбомашин [Текст]: монография / [А.В. Бойко и др.]. – Харьков: НТУ “ХПИ”, 2002. – 356 c.

5. Иноуэ. Трёхмерная структура и затухание вихрей за осевой вращающейся решёткой лопаток [Текст] / Иноуэ, Куроумару // Тр. амер. общ. инж.–мех. Сер. Энергетические машины и установки. – 1984. – Т.106. - №3. – С. 21-29.

6. Иноуэ. Экспериментальное исследование протекания газа через радиальный зазор в осевом компрессоре [Текст] / Иноуэ, Куроумару, Фукухара // Тр. амер. общ. инж.–мех. Сер. Энергетические машины и установки. – 1986. – №1. – С. 6-14.

7. Пандия. Исследование структуры потока в области радиального зазора внутри и на выходе из межлопаточного канала рабочего колеса компрессора [Текст] / Пандия, Лакшминараяна // Тр. амер. общ. инж.–мех. Сер. Энергетические машины и установки. – 1983. – №1. – С. 1-16.

8. Герасименко, В.П. Эффекты радиального зазора в турбомашинах [Текст] / В.П. Герасименко, Е.В. Осипов, М.Ю. Шелковский // Авиационно-космическая техника и технология. – 2004. – №8/16. – C. 51-58.

9. Герасименко, В.П. Оптимизация геометрических параметров лопаток турбомашин решением прямой аэродинамической задачи [Текст] / В.П. Герасименко, Е.В. Осипов, М.Ю. Шелковский // Наукові праці. Сер. Техногенна безпека. Науково-методич. журнал. Миколаїв, держ. гу-маніт. ун-т ім. П. Могили Комплексу “Києво-Могилянської академії” – 2006. – Т. 53. – Вип. 40. – С. 133-140.

10. Старков, Р.Ю. Постановка задачи прямого численного моделирования для расчета аэродинамики лопаточных венцов [Текст] / Р.Ю. Старков, А.А. Степанов, Т.В. Томилина // Авиационно-космическая техника и технология. – 2005. - №8(24). - C. 110-114.

11. Герасименко, В.П. Аэродинамическая оптимизация рабочего колеса компрессора ГТД [Текст] / В.П. Герасименко, М.Ю Шелковский // Авиационно-космическая техника и технология. – 2010. - №10(77). - C. 46-48.

12. Кваша, Ю.А. О совместном решении прямой и обратной задачи газодинамики компрессорных решеток [Текст] / Ю.А. Кваша, С.В. Мелашич // Авиационно-космическая техника и технология. – 2008. - №7(54). - C. 74-77.

13. Герасименко, В.П. Расчетно-экспериментальное исследование газодинамических характеристик компрессорных решеток в системе многоступенчатого компрессора [Текст] / В.П. Герасименко, М.Ю Шелковский // Авиационно-космическая техника и технология. – 2012. - №8(95). - C. 61-68.

14. Герасименко, В.П. Комплексное аэродинамическое совершенствование компрессоров ГТД [Текст] / В.П. Герасименко, М.Ю. Шелковский // Авиационно-космическая техника и технология. – 2013. - №10(77). - C. 46-48.

15. Спицын, В.Е. Компрессор со специальным профилированием лопаточных венцов [Текст] / В.Е. Спицын, М.А. Шаровский, М.Ю. Шелковский // Авиационно-космическая техника и технология. – 2008. - №7(54). - C. 90-94.

16. Шаровский, М.А. Характеристики многоступенчатого компрессора со специальным профилированием лопаточных венцов [Текст] / М.А. Шаровский, Е.А. Токарева, М.Ю. Шелковский // Вестн. двигателестроения. – 2007. – №3. – С. 56-61.

17. Shahpar S. Padram: Parametric design and rapid meshing system for turbomachinery optimization [Text] / S. Shahpar, L. Lapworth // Proceedings of ASME Turbo Expo 2003. Atlanta (Georgia USA). – June 13-16, 2003.

18. Cofer, J.I. Advances in steam Path Technology [Text] / J.I. Cofer, J.K. Renker, W.J. Sumner // GE Power generation. – GER-3713E.


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/1998-6629-2013-0-3-2(41)-73-79

Ссылки

  • Ссылки не определены.


 

Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN: 2541-7533