Исследование характеристик турбинных решеток при нерасчетных углах входа потока

Авиационная и ракетно-космическая техника

2024. Т. 31. № 1. С. 155-164.

Авторы

Мамаев Б. И.1*, Стародумов А. В.2**, Ермолаев Г. В.1***

1. Опытно-конструкторское бюро им. А. Люльки, ОКБ им. А. Люльки, ул. Касаткина, 13, Москва, 129301, Россия
2. ООО «Космические транспортные системы», Москва, Россия

*e-mail: boris.mamaev35@mail.ru
**e-mail: a.starodumov@s7.ru
***e-mail: grigoriy.ermolaev@okb.umpo.ru, ermolaev_grigory@mail.ru

Аннотация

На основе обширного экспериментального материала исследовано влияние положительных углов атаки на течение и потери в до- и трансзвуковых турбинных решетках. Определены физические причины и закономерности изменения потерь. Увеличение конфузорности и скорости выхода ведет к снижению относительных скоростей на профиле и степени выходной диффузорности, что уменьшает потери при любом угле атаки. Выделены геометрические и режимные параметры, которые следует учитывать при расчете потерь от угла атаки. При умеренных углах атаки с ростом скорости выхода до предельного значения потери от угла атаки могут стать нулевыми; а при большей скорости их можно принимать постоянными.

Ключевые слова:

турбинная решетка, входная кромка, угол атаки, корыто и спинка профиля, обтекание, фактор диффузорности, скорость выхода потока, профильные потери от угла атаки

Библиографический список

  1. Степанов Г.Ю. Гидродинамика решеток турбомашин. – М.: Физматгиз, 1962. – 512 с.

  2. Андерсон Д., Таннехил Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. В 2-х т. / Пер. с англ. С.В. Сенина, Е.Ю. Шальмана; Под ред. Г.Л. Подвидза. – М.: Мир, 1990. Т. 1 – 384 с.
  3. Хомылев С.А., Резник С.Б., Ершов С.В. Численное исследование обтекания решеток профилей: часть 1 – верификация численного метода // Вестник Харьковского политехнического института. 2008. С. 1–9.
  4. Хорлокк Дж.Х. Осевые турбины / Пер. с англ. канд. техн. наук Б.Н. Чумаченко. – М.: Машиностроение. 1972. – 212 с.
  5. Максутова М.К., Вавилов Г.А. Влияние угла входа потока на профильные потери турбинной решетки // Труды КАИ: Сборник научных трудов. 1973. № 153. С. 33–40.
  6. Monstapha S.H., Kasker S.C., Tremblay B. An improved incidence losses prediction for turbine airfoils // ASME 1989 International Gas Turbine and Aeroengine Congress and Exposition (04–08 June 1989; Toronto, Ontario, Canada). Paper No. 89-GT-284, V001T01A100. DOI: 10.1115/89-GT-284
  7. Лапшин К.Л. Оптимизация проточных частей многоступенчатых турбин. – СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, 1992. – 196 с.
  8. Мамаев Б.И., Ермолаев Г.В. Исследование турбинных решеток при отрицательных углах атаки // Теплоэнергетика. 2023. № 3. С. 64–72.
  9. Венедиктов В.Д. Газодинамика охлаждаемых турбин. – М.: Машиностроение, 1990. – 246 с. DOI: 10.56304/S0040363623030037
  10. Дейч М.Е. Газодинамика решеток турбомашин. - М.: Энергоатомиздат, 1996. – 528 с.
  11. Емин О.Н., Лысенко Г.Н. Исследование течений и потерь в плоских турбинных решетках при больших отрицательных углах атаки // Теплоэнергетика. 1971. № 1. С. 73–75.
  12. Мамаев Б.И., Осипов И.Л. Влияние угла атаки на профильные потери в турбинных решетках // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2006. № 1. С. 66–68.
  13. Дейч М.Е., Филиппов Г.А., Лазарев Л.Я. Атлас профилей решеток осевых турбин: Учеб. пособие. – М.: Машиностроение, 1965. – 96 с.
  14. Венедиктов В.Д., Грановский А.В., Карелин А.М. и др. Атлас экспериментальных характеристик плоских решеток охлаждаемых газовых турбин. – М.: Изд-во ЦИАМ, 1990. – 393 с.
  15. Абианц В.Х. Теория авиационных газовых турбин. - 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1979. – 246 с.
  16. Аронов Б.М., Жуковский М.И., Журавлев В.А. Профилирование лопаток авиационных газовых турбин. – М.: Машиностроение, 1975. – 192 с.
  17. Мамаев Б.И., Рябов Е.К. Распределение потерь в турбинной решетке по участкам межлопаточного канала // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2000. № 1. С. 60–62.
  18. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. В 2 ч. - 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Наука, 1991. – (597 + 301) с.
  19. Мамаев Б.И., Сандимирова Т.А. Уточнение рекомендаций по выбору густоты турбинной решетки // Рабочие процессы в охлаждаемых турбомашинах и энергетических установках: Межвуз. сборник. – Казань: КАИ, 1995. С. 37–42.
  20. Dixon S.L., Hall C. Fluid mechanics and thermodynamics of turbomachinery. - 6th ed. - Boston: Butterworth-Heinemann, 2010. - 480 p.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024