The 22 reference contexts in paper D. Arkhipov V., R. Tumashev Z., Д. Архипов В., Р. Тумашев З. (2016) “Расчетное исследование влияния тангенциального наклона и косого обтекания лопаток направляющего аппарата на работу ступени осевого компрессора // Numerical Investigation of Influence of Tangent Pitch and Slanting Flow of Guide Vanes on the Axial Compressor Stage Parameters” / spz:neicon:technomag:y:2015:i:1:p:178-192

  1. Start
    1906
    Prefix
    компрессоров газотурбинных двигателей повышением их энергетической нагруженности, а также улучшение согласования их совместной работы путем воздействия на течение рабочего тела являются актуальными задачами при проектировании осевых компрессоров. Способов управления структурой потока немного и связанно это, в первую очередь, со сложностью пространственного течения
    Exact
    [1,2]
    Suffix
    в ступени, возможностью появления отрыва потока, а также с изменением прочностных и акустических характеристик лопаточных венцов [1,3]. Одним из способов воздействия на структуру потока в ступени осевого компрессора является наклон лопаток направляющего аппарата в окружном направлении [4,5].
    (check this in PDF content)

  2. Start
    2041
    Prefix
    Способов управления структурой потока немного и связанно это, в первую очередь, со сложностью пространственного течения [1,2] в ступени, возможностью появления отрыва потока, а также с изменением прочностных и акустических характеристик лопаточных венцов
    Exact
    [1,3]
    Suffix
    . Одним из способов воздействия на структуру потока в ступени осевого компрессора является наклон лопаток направляющего аппарата в окружном направлении [4,5]. В работах [6,7] указывается, что изгиб лопаток дозвуковых ступеней с образованием вогнутой поверхности со стороны спинки приводит к снижению вторичных потерь, а при выпуклой спинке лопаток – к снижению радиальной неравномерности
    (check this in PDF content)

  3. Start
    2198
    Prefix
    потока немного и связанно это, в первую очередь, со сложностью пространственного течения [1,2] в ступени, возможностью появления отрыва потока, а также с изменением прочностных и акустических характеристик лопаточных венцов [1,3]. Одним из способов воздействия на структуру потока в ступени осевого компрессора является наклон лопаток направляющего аппарата в окружном направлении
    Exact
    [4,5]
    Suffix
    . В работах [6,7] указывается, что изгиб лопаток дозвуковых ступеней с образованием вогнутой поверхности со стороны спинки приводит к снижению вторичных потерь, а при выпуклой спинке лопаток – к снижению радиальной неравномерности потока.
    (check this in PDF content)

  4. Start
    2215
    Prefix
    и связанно это, в первую очередь, со сложностью пространственного течения [1,2] в ступени, возможностью появления отрыва потока, а также с изменением прочностных и акустических характеристик лопаточных венцов [1,3]. Одним из способов воздействия на структуру потока в ступени осевого компрессора является наклон лопаток направляющего аппарата в окружном направлении [4,5]. В работах
    Exact
    [6,7]
    Suffix
    указывается, что изгиб лопаток дозвуковых ступеней с образованием вогнутой поверхности со стороны спинки приводит к снижению вторичных потерь, а при выпуклой спинке лопаток – к снижению радиальной неравномерности потока.
    (check this in PDF content)

  5. Start
    2609
    Prefix
    В работах [6,7] указывается, что изгиб лопаток дозвуковых ступеней с образованием вогнутой поверхности со стороны спинки приводит к снижению вторичных потерь, а при выпуклой спинке лопаток – к снижению радиальной неравномерности потока. Изгиб приводит к появлению радиальной составляющей поверхностных сил, действующих со стороны лопаток на поток
    Exact
    [8]
    Suffix
    , и изменению углов поворота потока [9]. Пространственное профилирование направляющих аппаратов ступеней компрессора с переменным напором по высоте (для уменьшения потерь в концевых сечениях) приводит к росту КПД ступени в широком диапазоне окружных скоростей, однако запасы газодинамической устойчивости ступени при окружном изгибе оси лопатки направляющего аппарата практически не меня
    (check this in PDF content)

  6. Start
    2647
    Prefix
    [6,7] указывается, что изгиб лопаток дозвуковых ступеней с образованием вогнутой поверхности со стороны спинки приводит к снижению вторичных потерь, а при выпуклой спинке лопаток – к снижению радиальной неравномерности потока. Изгиб приводит к появлению радиальной составляющей поверхностных сил, действующих со стороны лопаток на поток [8], и изменению углов поворота потока
    Exact
    [9]
    Suffix
    . Пространственное профилирование направляющих аппаратов ступеней компрессора с переменным напором по высоте (для уменьшения потерь в концевых сечениях) приводит к росту КПД ступени в широком диапазоне окружных скоростей, однако запасы газодинамической устойчивости ступени при окружном изгибе оси лопатки направляющего аппарата практически не меняется [6].
    (check this in PDF content)

  7. Start
    3010
    Prefix
    Пространственное профилирование направляющих аппаратов ступеней компрессора с переменным напором по высоте (для уменьшения потерь в концевых сечениях) приводит к росту КПД ступени в широком диапазоне окружных скоростей, однако запасы газодинамической устойчивости ступени при окружном изгибе оси лопатки направляющего аппарата практически не меняется
    Exact
    [6]
    Suffix
    . Профилирование направляющего аппарата (НА) с одновременным наклоном оси лопаток в окружном и осевом направлении может оказывать существенное влияние на аэродинамические характеристики ступени в рабочей точке, а также на положение границы устойчивой работы.
    (check this in PDF content)

  8. Start
    3470
    Prefix
    наклоном оси лопаток в окружном и осевом направлении может оказывать существенное влияние на аэродинамические характеристики ступени в рабочей точке, а также на положение границы устойчивой работы. Наклон или локальный изгиб оси лопатки НА можно использовать в качестве одного из способов управления структурой потока в ступени осевого компрессора
    Exact
    [10]
    Suffix
    . В настоящее время влияние формы оси лопаток НА на структуру потока и связанные с ней гидравлические потери и изменение запаса газодинамической устойчивости (ГДУ) изучены недостаточно [4,5].
    (check this in PDF content)

  9. Start
    3677
    Prefix
    В настоящее время влияние формы оси лопаток НА на структуру потока и связанные с ней гидравлические потери и изменение запаса газодинамической устойчивости (ГДУ) изучены недостаточно
    Exact
    [4,5]
    Suffix
    . Что касается рабочих колес (РК), то ограничением применения искривленной формы оси лопаток является значение окружной скорости на периферии [11,12]. Например, для снижения уровня шума в промышленных вентиляторах при окружных скоростях в несколько десятков метров еще возможно применение серповидных лопаток, несмотря на их большую окружную протяженность [8].
    (check this in PDF content)

  10. Start
    3828
    Prefix
    В настоящее время влияние формы оси лопаток НА на структуру потока и связанные с ней гидравлические потери и изменение запаса газодинамической устойчивости (ГДУ) изучены недостаточно [4,5]. Что касается рабочих колес (РК), то ограничением применения искривленной формы оси лопаток является значение окружной скорости на периферии
    Exact
    [11,12]
    Suffix
    . Например, для снижения уровня шума в промышленных вентиляторах при окружных скоростях в несколько десятков метров еще возможно применение серповидных лопаток, несмотря на их большую окружную протяженность [8].
    (check this in PDF content)

  11. Start
    4050
    Prefix
    Например, для снижения уровня шума в промышленных вентиляторах при окружных скоростях в несколько десятков метров еще возможно применение серповидных лопаток, несмотря на их большую окружную протяженность
    Exact
    [8]
    Suffix
    . Перераспределение потока на выходе из предыдущей ступени путем изменения формы оси лопаток НА может благоприятно сказаться на согласовании работы ступеней и увеличении запасов газодинамической устойчивости (ГДУ) многоступенчатого осевого компрессора [13,14].
    (check this in PDF content)

  12. Start
    4312
    Prefix
    Перераспределение потока на выходе из предыдущей ступени путем изменения формы оси лопаток НА может благоприятно сказаться на согласовании работы ступеней и увеличении запасов газодинамической устойчивости (ГДУ) многоступенчатого осевого компрессора
    Exact
    [13,14]
    Suffix
    . В данной работе представлен анализ влияния тангенциального наклона и косого обтекания лопаток направляющего аппарата компрессора на КПД и запасы ГДУ изолированной ступени, который положен в основу дальнейшего исследования влияния изгиба средней линии лопаток НА на эффективность сектора ступеней и многоступенчатого компрессора в целом.
    (check this in PDF content)

  13. Start
    4894
    Prefix
    Работа выполнена с применением методов вычислительной гидрогазодинамики (CFD), являющихся одним из основных инструментов газодинамического проектирования газотурбинных двигателей и их элементов
    Exact
    [15,16]
    Suffix
    . Однако широкое применение методов CFD расчета в практике проектирования и большое число работ, посвященных верификации, не исключают необходимости проведения натурных экспериментальных исследований, так как CFD методы достаточно точно позволяют определить лишь качественное изменение параметров потока лопаточной машины в зависимости от изменения геометрических пар
    (check this in PDF content)

  14. Start
    6612
    Prefix
    Профилирование выполнено с контролем входной диффузорности межлопаточных каналов по параметру Аг/А1, представляющему отношение ширины узкого сечения канала (Аг) к расстоянию между линиями тока перед решеткой (А1)
    Exact
    [17]
    Suffix
    . Рис. 1. Расчетная сеточная модель ступени Ступень исследовалась с неизменным рабочим колесом и различными вариантами лопаток направляющего аппарата, имеющими обычную радиальную форму, а также симметричный изгиб линии центров тяжести профилей (оси лопаток) по дуге окружности в окружном (dy) и осевом (dx) направлениях (рис. 2).
    (check this in PDF content)

  15. Start
    8760
    Prefix
    Н.Э. Баумана. Комплекс основан на решении осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса и позволяет проводить численные исследования лопаточных машин в широком диапазоне рабочих режимов
    Exact
    [18]
    Suffix
    . Верификация программного комплекса осуществлялась по результатам экспериментальных исследований ступени, представленных в работе [6]. В результате анализа полученных расчетных данных и сравнения их с экспериментальными было установлено их хорошее соответствие.
    (check this in PDF content)

  16. Start
    8954
    Prefix
    Комплекс основан на решении осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса и позволяет проводить численные исследования лопаточных машин в широком диапазоне рабочих режимов [18]. Верификация программного комплекса осуществлялась по результатам экспериментальных исследований ступени, представленных в работе
    Exact
    [6]
    Suffix
    . В результате анализа полученных расчетных данных и сравнения их с экспериментальными было установлено их хорошее соответствие. Минимальное расхождение с экспериментальными данными получено при использовании модели турбулентности k-ω на расчетной сетке в ~350 000 ячеек на каждый венец и наличии радиального зазора над рабочим колесом Δрк = 0,1 мм (что составляет 0,3% от высо
    (check this in PDF content)

  17. Start
    10858
    Prefix
    Поворот потока происходит в перпендикулярной к оси лопатки плоскости, в которой поток можно полагать плоским и двумерным и, следовательно, применять гипотезу плоских сечений для расчета обтекания соответствующих сечений в этой плоскости
    Exact
    [9]
    Suffix
    . Для получения угла поворота потока в сечении ОА, при пренебрежении вторичными течениями, необходимо проецировать результаты расчета плоского обтекания в сечении OZ, на проходящее через OA сечение.
    (check this in PDF content)

  18. Start
    11084
    Prefix
    Для получения угла поворота потока в сечении ОА, при пренебрежении вторичными течениями, необходимо проецировать результаты расчета плоского обтекания в сечении OZ, на проходящее через OA сечение. В
    Exact
    [9]
    Suffix
    приведены результаты исследования косого обтекания и обтекания тангенциально наклоненных лопаток идеальной несжимаемой жидкостью решетки пластин бесконечного размаха. Получено, что косое обтекание уменьшает угол поворота потока в решетках, а тангенциальный наклон увеличивает его.
    (check this in PDF content)

  19. Start
    11902
    Prefix
    Рис. 3. Схема а) косого и б) тангенциального обтекания лопаток осевой ступени Зависимость между углами выхода потока из НА и относительными шагами при стреловидном (косом) обтекании лопатки
    Exact
    [9]
    Suffix
    имеет вид: ; , ; . (1) Косое обтекание уменьшает угол поворота потока в решетках (табл.1). Для тангенциального наклона имеем аналогично: ; , ; . (2) Результаты численных исследований модельной ступени представлены на рис. 4.
    (check this in PDF content)

  20. Start
    13811
    Prefix
    Углы выхода потока из направляющего аппарата ступени Действие поверхностных сил на элементарный объем dV в межлопаточном канале НА можно выразить через условные массовые силы F и градиент давления в потоке, деленный на плотность
    Exact
    [19]
    Suffix
    . Силы, действующие на элементарный объем dV, можно разделить на силы, пропорциональные производным от давления по координатам, и поверхностные силы от лопаток, нормальные к средним линиям тока:                 . 1 , , 1 2 z p F dt dw F r ww dt dw r p F r w dt dw z z u uru r ru   (3) Таким образом, изменение структуры течения в межлопаточно
    (check this in PDF content)

  21. Start
    18898
    Prefix
    Заключение Результаты численного исследования, полученные путем моделирования течения в ступени осевого компрессора с помощью программного комплекса ANSYS CFX, хорошо согласуются с результатами аналитического решения поставленной задачи
    Exact
    [9]
    Suffix
    , а также с экспериментальными данными опубликованными в открытой печати [5,6]. В рабочей точке изгиб оси лопаток НА практически не влияет на КПД и ступени при неизменном РК. Форма оси лопаток направляющего аппарата существенно влияет на запасы газодинамической устойчивости.
    (check this in PDF content)

  22. Start
    18974
    Prefix
    Заключение Результаты численного исследования, полученные путем моделирования течения в ступени осевого компрессора с помощью программного комплекса ANSYS CFX, хорошо согласуются с результатами аналитического решения поставленной задачи [9], а также с экспериментальными данными опубликованными в открытой печати
    Exact
    [5,6]
    Suffix
    . В рабочей точке изгиб оси лопаток НА практически не влияет на КПД и ступени при неизменном РК. Форма оси лопаток направляющего аппарата существенно влияет на запасы газодинамической устойчивости.
    (check this in PDF content)