Предельное состояние осевого компрессора ГТД в условиях эксплуатации в запыленной атмосфере

• Автор: Гумеров, Александр Витальевич
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 146 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Эрозионный износ деталей проточной части ГТД при эксплуатации в запылённой атмосфере. Состояние проблемы Глава 2. Базовые положения для описания картины состояния компрессора при эрозионном износе.
2.1 Изменение газодинамических параметров компрессора, ступени компрессора ИЛИ отдельного профиля вследствие воздействия 19 эрозии
2.2 Исследование физической картины (явления) износа лопатки

компрессора под воздействием пылевой эрозии
2.2.1 Механизм износа лопаток компрессора при работе на

запыленном воздухе
2.2.2 Структура пыли
2.2.3 Влияние скорости соударений в модели эрозионного

износа
2.2.4 Эрозионный износ в зависимости от уровня воздействия
2.2.5 Влияние размера частиц пыли

Влияние изменения качества поверхности профиля
2.3 Математическое моделирование и численные исследования удара

частиц пыли о преграду из твёрдого сплава.
2.4 Модель эрозионного износа
2.5 Способы защиты деталей проточной части от эрозионного

износа
2.5.1 Ионная имплантация
Глава 3. Объект исследования
3.1 Конвертирование авиационных ГТД в наземные энергетические

установки
3.2 Назначение и конструкция генератора сжатого воздуха ^
3.3 Основные параметры и характеристики ГСВ.
3.4 Общие сведения о работе ГСВ при очистке трубопровода в условиях запылённой атмосферы
3.5 Анализ изменений параметров ГСВ при длительной работе в

запыленной атмосфере.
Глава 4. Геометрическая картина износа
4.1 Компьютерные лазерные оптоэлектронные системы измерений геометрии изделий сложной формы «ОПТЭЛ»
4.2 Результаты измерения профиля пера изношенной лопатки компрессора
4.3 Сравнение твердотельных моделей новой и изношенной лопаток
4.4 Изменение частоты собственных колебаний лопаток
Построение расчётной сетки и задание граничных
4-4Л „
условии.
4.4.2 Результаты расчёта частот собственных колебаний 7^
Глава 5. Газодинамическая картина износа
5.1 Газодинамический проект компрессора
5.2 З-Б моделирование течения в компрессоре
5.2.1 Математические модели
5.2.2 Течение в новом компрессоре
5.2.3 Течение в изношенном компрессоре 9Р
5.3 3-0 моделирование двухфазных потоков ^
5.3.1 Математический аппарат АКБУБ-СГХ для

мультифазных течении
5.3.2 Постановка задачи

5.3.3 Построение расчётной сетки и задание граничных условий
5.3.4 Результаты моделирования двухфазного потока в ПК А№У8 СЕХ
5.3.4.1 Влияние фракционного состава и формы пылевых частиц на траекторию и скорость движения
5.4 Анализ влияния эрозионного износа на запасы газодинамической устойчивости компрессора.
5.5 Применение результатов исследования для нормирования параметров вертолетного двигателя при СПИ
5.6 Модель эрозионного износа лопаток компрессора
5.6.1 Эрозионные испытания лопаток с покрытием
5.6.2 Перспектива создания аналитической модели эрозионного износа лопаток компрессора
Основные выводы и результаты
Список литературы
Приложение А. Протокол измерений лопатки 6-й ступени

Модуль упругости (модуль Юнга) Е=135 ГПа определялся путём экстраполяции результатов экспериментальных исследований по определению модуля упругости образцов из двуокиси кремния (БЮг) различного поперечного сечения [54].
Повреждаемость объёма частицы пыли определялась её сплошностью [35]:
П=1-С (2.1)
где сплошность С определялась как отношение объёма неоднородностей Уи, которые находятся в рассматриваемом объёме У0:
С = 1—— (2.2)

Следовательно при С = 1 - неоднородности отсутствуют (сплошное строение) и П = 0; при 0 < С < 1 - неоднородности присутствуют и П > 0 .
За разрушение принималось любое разделение объёма частицы пыли на отдельные части (фрагменты). Наличие разрушения оценивалось качественно.
В результате численных исследований была установлена связь
сплошность- напряжение для 100%-й вероятности. Скорее всего напряжения в
частицах песка коррелированны с напряжениями на пластине и дают представление об их величине.
2.4. Модель эрозионного износа
Качественное и количественное изучение факторов эрозионного износа, выполненное в предшествующих разделах, представляет возможность перейти к рассмотрению непосредственно математических моделей, что позволит спланировать их дальнейшее развитие.
Зависимость эрозионного износа Е от различных факторов можно записать в виде функции [51]
Е= 1(5, к, с, Св, т, Ур, у, Уотн, £) (2.3)
где: 5- дисперсный состав пылевых частиц; к - коэффициент эффективности пыли; с - концентрация пыли в окружающей атмосфере;