Обеспечение рабочих характеристик осевого компрессора газотурбинного двигателя на основе вероятностных моделей его работы

• Автор: Махнёв, Дмитрий Борисович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 176 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
ГЛАВА 1 Распределения параметров работы воздухозаборника ГТД
1.1.1 Распределения параметров работы воздухозаборника при полете на дозвуковом режиме
1Л .2 Исследование распределений параметров работы
воздухозаборника при полете на дозвуковом режиме
1.2Л Распределения параметров работы воздухозаборника при полете на малых сверхзвуковых скоростях
1.2.2 Исследование распределений параметров работы воздухозаборника при полете на малых сверхзвуковых скоростях
1.3 Распределения параметров работы воздухозаборника с учетом стохастических связей
1.4 Распределения параметров работы воздухозаборника с учетом нелинейности протекающих газодинамических процессов
Выводы по главе
ГЛАВА 2 Случайные отклонения параметров работы осевого
компрессора ГТД и их теоретическое исследование
2.1 Разработка вероятностной модели работы компрессора
2.2 Исследование распределений параметров работы компрессора
2.3 Распределения кинематических параметров работы ступени компрессора
2.4 Исследование распределений кинематических параметров работы ступени компрессора

ГЛАВА
ГЛАВА
Выводы по главе 2
3 Экспериментальное исследование распределений 74 параметров работы осевого компрессора ГТД
ЗЛ Применение одномерных распределений
ЗЛЛ Методика исследования
ЗЛ.2 Результаты исследования
3.2 Применение многомерных распределений
3.2.1 Методика исследования
3.2.2 Результаты исследования
Выводы по главе 3
4 Оптимизация конструкции осевого компрессора ГТД
4.1 Потери в компрессоре ГТД от неоднородности размеров
решетки
4.2 Разработка модели определения потерь в ступени 86 компрессора от величины неоднородности хорды лопаток
4.2.1 Разработка модели определения потерь полного давления в 91 ступени компрессора при смешении струй, выходящих из межлопаточных каналов
4.2.2 Разработка модели определения потерь полного давления в 93 ступени компрессора от неоднородности угла установки лопаток
4.3 Исследование потерь в ступени компрессора от величины
неоднородности хорды и угла установки лопаток
4.3.1 Исследование потерь полного давления в ступени
компрессора при смешении струй, выходящих из межлопаточных каналов РК и НА
4.3.2 Исследование потерь в ступени компрессора от величины 108 неоднородности угла установки лопаток в решетках РК и

4.4 Исследование потерь в ступени компрессора от величины 113 неоднородности хорды лопаток рабочего колеса с помощью двумерных моделей течения газа
4.5 Экспериментальное подтверждение разработанных 116 методик
4.5.1 Исследование зависимости КПД компрессора от 122 газодинамических параметров
4.5.2 Исследование влияния радиальных зазоров
4.5.3 Исследование влияния неоднородности размера хорды 123 лопаток
4.5.4 Исследование влияния неоднородности размера хорды при 124 помощи теории подобия
4.5.5 Исследование влияния количества новых лопаток
4.5.6 Удержание потерь в компрессоре ГТД на заданном уровне
в зависимости от неоднородности величины хорды лопаток Выводы по главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Приложение А. Результаты расчета программы
«ЭМИССИЯ»
Приложения Б. Газодинамические параметры натурного
двигателя после проведения ремонта
Приложение В. Двумерное моделирование течения газа в
решетке профилей с неоднородностью размера хорды лопаток
Приложения Г. Параметры и характеристики натурных

Производные
( д1С дР
= 0 и

Сделаем следующее приближение
д2в д2в дв

дв 'дв ас дв а?(Я)1 дв
дЛ _д я. дЛ _дд(Л) дЛ дЛ

д2С д2С в 1-Я
РР дд(Л) 4г дЛ

2 Я к +
5Г Т дРдР РР дРдУ дРдЛ РЛ т(Л) дРдГ

д2в в 1-Я2 д2С

в 1-Я
, где г(Я) =
к~хл2.
г (Я)]

^Я г(Я) дРдТ РТ дУдТ ТЛ г(Я) к +
После подстановки производных, сделав преобразования, окончательно получим выражение расхода с учетом нелинейности:
ив ~ ир + ир2 + 0 + в)2 ■ Оу2 + (-1 - в)1 ■ V2 + —

+ о2Ро + ОрО2 + п2и2 +

• (ь>2и2 +и2и2 + и2ь>2)

[г(Я)]

(1.14).
Найдем коэффициент уточнения е = ——— ■ . Результаты расчета степени

влияния нелинейности газодинамических зависимостей на величину коэффициента вариации расхода воздуха через воздухозаборник ГТД представлены в таблице 1.2.
Анализ данных, приведенных в таблице 1.2 показывает, что в интервале скоростей от 100 до 1100 км/ч и высот полета от 0 до 12 км учет нелинейности позволяет уточнить величину коэффициента вариации расхода воздуха на тысячные доли процента, что в практических расчетах можно не учитывать.