Построение и исследование теоретических трансзвуковых профилей турбинных лопаток

• Автор: Ванин, Виктор Антонович
• Шифр специальности: 05.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Харьков
• Количество страниц: 181 c. : ил

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ

РЕШЕТКИ ПРОФИЛЕЙ

1.1. Обзор достижений в области создания методов построения профилей лопаток турбомашин

1.2. К постановке задачи

Выводы

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ ТРАНСЗВУКОВЫХ ПРОФИЛЕЙ

РЕШЕТКИ ТУРБОМАШИНЫ

2.1. Основные уравнения плоского трансзвукового потока газа

2.2. Построение профиля, реализующего заданное распределение давления

2.3. Метод построения профиля с минимальными

профильными потерями

Выводы
ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННЫЙ АЛГОРИТМ ПОСТРОЕНИЯ ТРАНСЗВУКОВОГО ПРОФИЛЯ В РЕШЕТКЕ
3.1. Разностная схема
3.2. Профиль с заданным распределением давления
3.3. Минимизация профильных потерь
3.4. Методика построения профиля с минимальными
профильными потерями
Выводы

ГЛАВА 4. РАСЧЕТНОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
4.1. Корректировка формы профиля с помощью ЭВМ
4.2. Методы расчета профильных потерь. Сравнительный анализ
4.3. Численное и экспериментальное исследование профилей с минимальным коэффициентом
потерь энергии
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
I. Акты внедрений результатов научно-исследовательских работ

В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года** особое значение придается экономии топливно-энергетических ресурсов. В качестве одного из путей повышения эффективности использования природных ресурсов является поиск наиболее рациональных путей их добычи и экономного использования. Поэтому не теряет своей актуальности проблема последовательного улучшения технико-экономических показателей работы энергетического оборудования, в частности, за счет повышения экономичности проточных частей турбомашин.
Развитие современного энергетического машиностроения идет по пути повышения мощности единичных агрегатов (1000— 1200 мвт, а в перспективе и 2000 мвт).
В процессе нахождения экономичных форм профилей сечений лопаток турбомашин возникают значительные трудности, связанные в основном с тем, что в газовой динамике параметры течения определяются путем решения сложных краевых задач для систем квазилинейных дифференциальных уравнений в частных производных. В результате этогол зависимость между газодинамическими параметрами и формой профиля в соотношениях, определяющих качество профиля, не удается представить в явном виде и требуется большое искусство для нахождения эффективного решения. Еще более сложную задачу представляет определение оптимальных аэродинамических форм пространственных лопаток венцов турбин и компрессоров.
Применение современных методов численного моделирования с использованием быстродействующих ЭВМ позволяет, с одной

имеем, что ~ О.
Вопрос выбора распределения давления решается исследователем в каждом отдельном случае по-разному. В тех случаях, когда задается участок профиля или когда в ходе вычислений форма профиля не удовлетворяет какому-то ограничению, распределение давления задается из условия совместности [85,101^. На кромках давление не задается, чтобы удовлетворить условию замкнутости.
Предложенный алгоритм не единственный для реализации методики построения профиля по заданному распределению давления. На практике применение обратного метода будет оправдано, если для описания семейства решеток использовать распределение давления по обводу профиля, а не задание его средней линии при заданном распределении относительной толщины лопатки. В этом случае геометрические ограничения, задаваемые для решения задачи построения профиля, хорда, шаг решетки, угол установки профиля в решетке, становятся варьируемыми параметрами. Такой подход позволит находить оптимальные решетки, а не только улучшить существующие.
2.3. Метод построения профиля с минимальными профильными потерями
Для оценки качества турбинной решетки вводятся энергетические характеристики. Энергетической характеристикой решетки является коэффициент профильных потерь, характеризующий необратимое преобразование кинетической энергии потока в тепловую энергию. Потери энергии плоской решетки классифицируется по известной схеме [25] • Из всех видов потерь энергии здесь