Решение обратной задачи проектирования осевых компрессоров ГТД на основе 3D-моделирования

Abstract

Описаны экспериментальные исследования высоконапорных ступеней осевых компрессоров по снижению потерь в рабочих колесах путем применения парусных лопаток с обратной S-образностью профилей на наружном радиусе и увеличения угла конусности втулки с незначительной аэродинамической разгрузкой корневых сечений колеса. В результате ослабления вихря перетекания в радиальном зазоре и концевого вихря в двугранном углу на стороне разрежения у корня лопаток достигнуты сравнительно высокие значения КПД рабочих колес (0,93–0,95). На основе вариационных принципов неравновесной термодинамики записаны уравнения движения воздуха в форме завихренностей и получено условие максимума потока механической энергии с учетом взаимного влияния сечений по высоте рабочих лопаток при 3D-моделировании.

Описано експериментальні дослідження високонапірних ступенів осьових компресорів зі зниження втрат у робочих колесах шляхом застосування парусних лопаток із зворотною S-подібністю профілів на зовнішньому радіусі і збільшення кута конусності втулки з незначним аеродинамічним розвантаженням кореневих перетинів колеса. В результаті ослаблення вихору перетікання в радіальному зазорі і кінцевого вихору в двогранному куті на стороні розрідження біля кореня лопаток досягнуто порівняно високі значення ККД робочих коліс (0,93–0,95). На основі варіаційних принципів нерівноважної термодинаміки записано рівняння руху повітря у формі завихорностей і отримано умову максимуму потоку механічної енергії з урахуванням взаємного впливу перетинів по висоті робочих лопаток при 3D-моделюванні.

Experimental researches of the high-pressure stages of axial compressors are described on the decline of losses in rotor blade vanes by application of the wind-driven blades with the reverse S-shape profiles on an outward radius and increase of hub curve corner with the insignificant aerodynamic unloading of root sections of blade. As a result of weakening losses in a tip clearance and end whirlwind in a dihedral corner on the side of rarefaction at the root of blades high values are attained comparatively efficiencyblade vanes (0,93–0,95). On the basis of variation principles of nonequilibrium thermodynamics equalizations of motion of air are written in special form and the condition of a maximum stream mechanical energy have been got taking into account the cross-coupling of sections on the height of blade vanes at a 3D design.