Исследование влияния остаточной закрутки потока на аэродинамику межтурбинных переходных каналов ГТД с целью повышения их газодинамической эффективности

• Автор: Поляков, Илья Викторович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 157 с. : ил.

ГЛАВА 1. ДОСТИЖЕНИЯ В РАЗВИТИИ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕЧЕНИЯ ГАЗА В

МЕЖТУРБИННЫХ ПЕРЕХОДНЫХ КАНАЛАХ ГАЗОТУРБИННЫХ

ДВИГАТЕЛЕЙ
1.1 Основные тенденции в развитии газотурбинных двигателей по параметрам рабочего процесса и связанные с этим изменения в облике

их проточной части

1.2 Основные этапы развития и современная проблематика изучения течений в диффузорных каналах
1.3 Формирование современных взглядов на течение газа в диффузорных каналах при наличии продольного положительного

градиента давления

ВЫВОДЫ

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Экспериментальный стенд для исследования аэродинамических характеристик переходных каналов
2.2 Описание экспериментальной установки для исследования влияния входной закрутки потока на характеристики диффузорных каналов
2.3 Измеряемые параметры и методика проведения экспериментов
2.4 Применяемые в экспериментах зонды и приемники давления
2.5 Погрешности измерений
2.5.1 Погрешности измерения полного напора
2.5.2 Погрешности измерения статического давления
2.5.3 Инструментальные и установочные погрешности
2.6 Методика обработки результатов измерений
ВЫВОДЫ

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК КАНАЛОВ
3.1 Результаты исследований профильных потерь в прямой решетке силовых стоек
3.2 Результаты исследования аэродинамических характеристик подводящего канала
3.3 Результаты экспериментальных продувок диффузорного канала
без стоек
3.4 Результаты продувок диффузорного канала со стойками
3.5 Исследование особенностей течения на секторах канала, равных
90 и 180°
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ ЧИСЛЕННЫХ МЕТОДОВ ДЛЯ РАСЧЕТА АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДИФФУЗОРНЫХ КАНАЛОВ
4.1 Методы математического моделирования течения газа в каналах турбомашин
4.1.1 Основные уравнения газовой динамики
4.1.2 Моделирование турбулентности
4.2 Создание и настройка математической модели экспериментальной установки для численного исследования
4.2.1 Расчетная область и граничные условия
4.2.2 Сеточная дискретизация
4.2.3 Настройка математической модели по результатам
экспериментальных исследований
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 5. ДЕТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ТЕЧЕНИЯ В ДИФФУЗОРНЫХ КАНАЛАХ В УСЛОВИЯХ ВХОДНОЙ ЗАКРУТКИ ПОТОКА
5.1 Программа экспериментального и численного исследования

5.2 Измеряемые параметры и методика проведения эксперимента
5.3 Методика обработки результатов измерений
5.4 Зависимость потерь в модельном диффузорном канале от уровня входной закрутки потока
5.4.1 Диффузорный канал без силовых стоек (чистый канал)
5.4.2 Диффузорный канал с силовыми стойками
5.4.3 Параметры потока в подводящем канале с закручивающим устройством
5.5 Кинематические характеристики потока в кольцевом диффузоре
5.5.1 Диффузорный канал без силовых стоек
5.5.2 Диффузорный канал с силовыми стойками
5.6 Исследование состояния пограничного слоя на периферийной образующей кольцевого диффузорного канала
5.6.1 Критерии Грушвитца и Бури отрыва пограничного слоя
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

отрыва. Чтобы произошел отрыв, кроме достижения критического значения параметра Н, необходимо его резкое возрастание вблизи отрыва.
Так же следует отметить, что если параметр Н используется как единственный критерий отрыва потока, то при определении турбулентного отрытт тж* „***/_** ..** .**♦/»**
ва наряду с Н полезно использовать Н =6 /о или Н = Д /о , особенно в случае отрыва при больших градиентах давления.
Однако расчетные однопараметрические значения Н* =£(Н) могут отличаться от опытных почти в 2 раза, особенно в случае течения с положительным градиентом давления. Введение в качестве дополнительного аргумента коэффициента поверхностного трения С£ позволяет значительно улучшить аппроксимацию опытных данных [43]. Предлагаемая авторами этой работы двухпараметрическая зависимость Н*=£‘(Н,С{-) позволяет сузить расхождение между расчетными и опытными значениями Н* до 1...4 %, что в общем не устраняет всех недостатков, присущим Н, как критерию отрыва.
Основываясь на теории размерности, Г. М. Бам-Зеликович [44] предлагает использовать в качестве критерия отрыва следующий параметр:
принимающий в точке отрыва значение этот параметр вытекает из параметра Бури, следовательно указанное значение не может быть признано достаточно достоверным.
Достаточно убедительные данные по определению точки отрыва приведены в работе Стредфорда (Stredford) [45]. Здесь в качестве критерия отрыва предлагается использовать следующую величину, справедливую при
Re >106: