О влиянии притока теплоты к потоку воздуха на изменение режимных параметров перед входом в двухконтурный турбореактивный двигатель при испытаниях в термобарокамере по схеме с присоединенным трубопроводом

DOI: 10.34759/vst-2022-3-143-157

Авторы

Клинский Б. М.

e-mail: bmklinskiy@ciam.ru

Аннотация

Показано, что при притоке теплоты (или отводе теплоты) к дозвуковому потоку воздуха на входе в двухконтурный турбореактивный двигатель (ТРДД), установленный в термобарокамере (ТБК) высотного стенда по схеме с присоединенным трубопроводом при испытаниях в высотно-скоростных и климатических условиях образуется тепловой пограничный слой, приводящий к изменению режимных параметров (полного давления p*_BX  и температуры торможения T*_BX) на входе в ТРДД и к их отличию от соответствующих величин p*_M и T*_M, измеренных согласно ОСТ 102555-85 [5] на относительном расстоянии от входного сечения не менее L_M-M÷BX-BX/D_M≥1,5.

Неучет притока теплоты (или отвода теплоты) применительно к ТРДД большой степени двухконтурности с пониженной степенью повышения давления в вентиляторе может стать причиной погрешностей в оценке основных данных ТРДД, и в частности, коэффициента полезного действия вентилятора, а также приведенных к международной стандартной атмосфере (МСА) основных параметров ТРДД.

Влияние притока (или отвода) теплоты на режимные параметры потока может также иметь место в боксах испытательных стендов с подогревом на входе в газотурбинный двигатель (ГТД), а также на компрессорном стенде для испытаний автономных низконапорных вентиляторов и компрессоров низкого давления в условиях подогрева или захолаживания воздуха на входе.

Предложена методика определения режимных параметров потока воздуха на входе в ТРДД при притоке теплоты (или отводе теплоты) на участке от мерного сечения в расходомерном коллекторе до сечения в присоединенном трубопроводе перед входом в двигатель.

Ключевые слова:

турбореактивный двухконтурный двигатель, термобарокамера, бокс испытательного стенда, компрессорный испытательный стенд, присоединенный входной трубопровод, расходомерный коллектор

Библиографический список

1. ГОСТ 23851-79. Двигатели газотурбинные авиационные. Термины и определения. – М.: Издательство стандартов, 1980. – 100 с.

2. ОСТ 1 02525-84. Испытания авиационных газотурбинных двигателей. Термины и определения. – М.: ФГУП НИИСУ, 1985. – 10 с.

3. Григорьев В.А., Гвишаров А.С.(ред.). Испытания авиационных двигателей: Учебник. – 2-е изд., доп. – М.: Инновационное машиностроение, 2019. – 541 с.

4. Совершенствование методов и средств испытаний авиационных ГТД и гаогенераторов // Труды ЦИАМ: Сб. статей № 1361. М.: Перо, 2019. 254 с.

5. ОСТ 102555-85. Система измерения расхода воздуха с коллектором на входе авиационных ГТД при стендовых испытаниях. Общие требования. – М.: ФГУП НИИСУ, 1988. – 14 с.

6. Вулис Л.А. Термодинамика газовых потоков. – М.; Л.: Госэнергоиздат, 1950. С. 52-58.

7. Казаджан П.К., Тихонов Н.Д., Янко А.К. Теория авиационных двигателей: Учебник. – М.: Машиностроение, 1983. – 222 с.

8. Коровин Б.Б. Летные исследования в обеспечение вибрационной надежности лопаток КНД авиационных ГТД // Двигатели. 2012. № 4(82). С. 12-14.

9. Пешехонов Н.Ф. Альбом приборов измерения давления, температуры и направления потока в компрессорах. – М.: ЦИАМ, 1992. – 52 с.

10. Ефимов П.И. Авиационные приборы: Уч. пособие. – Ульяновск: УлГЛУ, 2018. С. 94-96.

11. ГОСТ 4401-81. Атмосфера стандартная. Параметры. М.: Стандарты,1981. −180 с.

12. Литвинов Ю.А., Боровик В.О. Характеристики и эксплуатационные свойства авиационных турбореактивных двигателей. – М.: Машиностроение, 1979. С. 150-156.

13. Клинский Б.М. Определение влияния аэродинамики бокса испытательного стенда на силу от тяги газотурбинного двигателя посредством изменения компоновки входного лемнискатного насадка // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28. № 4. С. 163-179. DOI: 10.34759/vst-2021-4-163-179

14. ГОСТ Р 8.585-2001. Государственная система обеспечения единства измерений. ТЕРМОПАРЫ. Номинальные статические характеристики преобразования. – М.: Стандартинформ, 2010. – 81 с.

15. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика: В 2 ч. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Наука, 1991. Часть 1. С. 276-282.

16. Крейт Ф., Блэк У. Основы теплопередачи / Пер. с англ. под ред. Н.А. Анфимова. – М., Мир, 1983. – 512 с.

17. Михеев А.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. – 2-е изд., стер. – М.: Энергия,1977. – 344 с.

18. Борисенко А.И. Газовая динамика двигателей: Учеб. пособие. – М.: Оборонгиз, 1962. С. 397-403.

19. Хилькевич В.Я. Влияние температурной неравномерности входного потока на характеристики сопла // Вестник Московского авиационного института. 2009. Т. 16. № 4. С. 27-31.

20. Soeder R.H. and Mehalic C.M. Effect of Combined Pressure and Temperature Distortion Orientation on High-bypass-ratio Turbofan Engine Stability, NASA TM-83771, 1984. – 37 p.