Численное исследование сверхзвуковой ступени осевого компрессора. Влияние втулочного отношения на ее параметры

Заданные расход и отношение давлений осевой компрессорной ступени можно обеспечить бесчисленным количеством сочетаний размеров и формы проточной части. Программы на базе математических моделей — эффективный инструмент первичного проектирования, предварительного выбора оптимального варианта. Кратко описана программа РРОК-ГПД-22, решающая задачу на основе модели потерь напора и отклоняющей способности решетки А. Комарова, теоретически строгого расчета косых и прямых скачков уплотнения, эмпирических уравнений и коэффициентов. Модели проверены сопоставлением полученных результатов с данными по тестовой ступени Rotor 37 NASA. Рассчитаны ступени с разным отношением площади сечения на выходе из рабочего колеса к таковой на его входе и ступени с втулочными отношениями 0,400…0,728 при различной закрутке потока на входе в рабочее колесо. Приведены результаты расчета влияния втулочного отношения на коэффициент полезного действия, отношение давлений и удельную производительность ступени.

Литература

[1] Труды 2-й Открытой конференции пользователей NUMECA в России. Санкт-Петербург, СПбГПУ, 2013. 215 с.

[2] Селезнев К.П., Галеркин Ю.Б. Центробежные компрессоры. Ленинград, Машиностроение, 1982. 271 с.

[3] Селезнев К.П., ред. Теория и расчет турбокомпрессоров. Ленинград, Машиностроение, 1986. 392 с.

[4] Галеркин Ю.Б., Попов Ю.А. Анализ эффективности пространственных лопаточных решеток осевых компрессоров по данным продувок плоских решеток. Компрессорная техника и пневматика, 2005, № 3, с. 33–38.

[5] Галеркин Ю.Б., Попов Ю.А. Расчетный анализ характеристик осевых компрессорных ступеней. Компрессорная техника и пневматика, 2005, № 5, с. 26–33.

[6] Галеркин Ю.Б., Попов Ю.А. Анализ пространственного потока в «негомогенных» осевых компрессорных ступенях. Компрессорная техника и пневматика, 2006, № 4, с. 11–19.

[7] Галеркин Ю.Б., Попов Ю.А. Оптимизация проточной части осевых компрессоров на стадии вариантного расчета. Часть 1. Компрессорная техника и пневматика, 2009, № 5, с. 2–9.

[8] Галеркин Ю.Б., Попов Ю.А. Оптимизация проточной части осевых компрессоров на стадии вариантного расчета. Часть 2. Компрессорная техника и пневматика, 2009, № 6, с. 11–19.

[9] Галеркин Ю.Б., Попов Ю.А. Оптимизация проточной части осевых компрессоров на стадии вариантного расчета. Часть 3. Компрессорная техника и пневматика, 2009, № 7, с. 6–12.

[10] Галеркин Ю.Б. Турбокомпрессоры. Рабочий процесс, расчет и проектирование проточной части. Москва, КХТ, 2010. 581 с.

[11] Довжик С.А., Гиневский А.С. Потери давления в лопаточных венцах осевого дозвукового компрессора. Промышленная аэродинамика, 1961, № 20, с. 33–40.

[12] Бунимович А.И., Святогоров А.А. Обобщение результатов исследования плоских компрессорных решеток при большой дозвуковой скорости. В: Лопаточные машины и струйные аппараты. Вып. 2. Москва, Машиностроение, 1967, с. 36–66.

[13] Комаров А.П. Исследование плоских компрессорных решеток. В: Лопаточные машины и струйные аппараты. Вып. 2. Москва, Машиностроение, 1967, с. 67–110.

[14] Попов Ю.А. Совершенствование и анализ проточной части осевых компрессоров и ступеней с использованием результатов испытания лопаточных решеток. Дисс. … канд. тех. наук. Санкт-Петербург, СПбГПУ, 2010. 151 с.

[15] Moore R.D., Reid L. Performance of single-stage axial-flow transonic compressor with rotor and stator aspect ratios of 1.19 and 1.26, respectively, and with design pressure ratio of 2.05. NASA Technical Paper 1659. NASA, 1980. 104 p.

[16] Селезнев К.П., Подобуев Ю.С., Анисимов С.А. Теория и расчет турбокомпрессоров. Ленинград, Машиностроение, 1968. 406 с.

[17] Гофлин А.П. Аэродинамический расчет проточной части осевых компрессоров для стационарных установок. Ленинград, Машгиз, 1959. 303 с.