Научный архив: статьи

Исследованы воздействие агрессивных факторов окружающей среды на компрессор авиационного газотурбинного двигателя, основные причины и последствия прохождения двухкомпонентного потока воздуха, содержащего твердые частицы, через компрессорный узел. Рассмотрены эрозионный износ, его влияние на конструктивные элементы, прочность, устойчивость работы компрессора и ресурс двигателя в целом. Дана оценка применяемых в настоящее время способов предотвращения эрозионного износа и предложен способ, разработанный авторами. Приведены подробное описание и принцип функционирования предлагаемого способа. Описана методика оценивания влияния сепарации абразивных частиц на характеристики осевых компрессоров авиационных газотурбинных двигателей, основанная на современных методах численного моделирования лопаточных машин и уравнениях гидрогазодинамики, реализованных в CFD-пакетах. Разработаны геометрические 3D-модели сепарационного устройства и осевого компрессора, дискретизация пространственной области потока выполнена конечно-элементным методом. Приведено математическое описание модели газодинамики потока с обоснованием выбранной модели турбулентности. Определены граничные условия, применяемые при расчете модели, и основные газодинамические характеристики лопаточных машин. Приведены результаты моделирования, области оптимальных режимов работы, устойчивой границы и запирания осевого компрессора, по которым будет выполнена оценка влияния сепарации на характеристики авиационных газотурбинных двигателей

Приведены методика оценивания влияния сепарации абразивных частиц в осевых компрессорах на характеристики авиационных газотурбинных двигателей и полученные расчетным путем характеристики экспериментальной установки осевого компрессора с интегрированным сепаратором абразивных частиц. Показано влияние сепаратора на расход, степень повышения давления и коэффициент полезного действия. Получены новые граничные условия для модели сепаратора. Расчетная сетка области течения в сепараторе преобразована в высокопроизводительную полиэдрическую сетку, применяемую в модуле Fluent программного комплекса ANSYS, с сеточной сходимостью по критерию эффективности очистки сепаратором. Для расчетов принята модель турбулентности из рассмотренных основных моделей, осредненных по Рейнольдсу. Рассмотрены подходы к моделированию движения дискретной фазы, реализованные в пакетах вычислительной гидрогазодинамики. На основе выбранной дискретно-фазовой модели приведено ее математическое описание и численное моделирование двухфазного течения в сепараторе. Получены и проанализированы результаты моделирования полей давления, скорости, трекинга частиц, а также определена эффективность очистки сепаратором. Заданы дальнейшие направления в исследовании влияния сепарации абразивных частиц в осевых компрессорах на характеристики газотурбинных двигателей