Розробка методу геометричного моделювання S-подібної середньої лінії профілю лопатки осьового компресора
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.154270Ключові слова:
осьовий компресор, профіль лопатки, геометричне моделювання, середня лінія, натуральна параметризаціяАнотація
Розроблено метод геометричного моделювання S-подібної середньої лінії профілю лопатки осьового компресора, яка подається складеною кривою та формується з трьох ділянок. Кожна з ділянок моделюється у натуральній параметризації та застосуванні певних законів розподілу кривини вздовж дуги модельованої кривої. Кривина вхідної ділянки підпорядковується лінійному закону, двох інших – квадратичному закону розподілу від довжини власної дуги. Стикування ділянок відбувається із забезпеченням другого порядку гладкості, який передбачає рівність значень функцій, похідних та кривин в точці спряження. На відміну від існуючих методів, побудову середньої лінії профілю лопатки компресора пропонується виконувати безпосередньо в решітці, для якої відомі осьова протяжність, кут установки профілю та його хорда. При цьому геометричні кути входу та виходу потоку приймаються за вихідні дані. Надання середній лінії профілю лопатки S-подібної форми сприятиме безградієнтності руху робочої речовини на виході із решітки профілів, а, отже, зниженню втрат енергії в компресорі. На підставі запропонованого методу розроблено програмний код, який, окрім цифрової інформації по модельованій середній лінії профілю лопатки компресора, також видає отримані результати в графічному вигляді на екран монітора комп’ютера. Проведені розрахункові дослідження підтвердили працездатність запропонованого методу моделювання середніх ліній профілів лопаток осьових компресорів. Метод може бути корисним організаціям, які займаються проектуванням осьових компресорів газотурбінних двигунів
Посилання
- Denton, J. D., Xu, L. (2002). The Effects of Lean and Sweep on Transonic Fan Performance. Volume 5: Turbo Expo 2002, Parts A and B. doi: https://doi.org/10.1115/gt2002-30327
- Biollo, R., Benini, E. (2008). Aerodynamic Behaviour of a Novel Three-Dimensional Shaped Transonic Compressor Rotor Blade. Volume 6: Turbomachinery, Parts A, B, and C. doi: https://doi.org/10.1115/gt2008-51397
- Gostelou, Dzh. (1987). Aerodinamika reshetok turbomashin. Moscow: Mir, 385.
- Liu, H., Liu, B., Li, L., Jiang, H. (2003). Effect of Leading-Edge Geometry on Separation Bubble on a Compressor Blade. Volume 6: Turbo Expo 2003, Parts A and B. doi: https://doi.org/10.1115/gt2003-38217
- Zanger (1983). Ispol'zovanie metodov optimizacii pri proektirovanii kompressorov s upravlyaemoy lokal'noy diffuzornost'yu mezhlopatochnyh kanalov. Tr. amer. obshch. inzh.-mekh. Ser.: Energeticheskie mashiny i ustanovki, 105 (2), 14–21.
- Beknev, V. S., Vasilenko, S. E., Sorokaletov, M. Yu. et. al. (1997). Issledovanie kompressornyh reshetok s upravlyaemoy formoy sredney linii profilya. Teploenergetika, 4, 38–42.
- Shelkovsky, M. Yu. (2013). Aerodynamic optimization method of compressor blade vanes. Aviacionno-kosmicheskaya tekhnika i tekhnologiya, 8, 108–115.
- Vinogradov, L. V. (2009). A compressor blade profile. Vestnik RUDN. Seriya: Inzhenernye issledovaniya Vestnik RUDN. Seriya: Inzhenernye issledovaniya, 2, 87–91.
- Frost, G. R., Hearsey, R. M., Wennerstrom, A. J. (1972). A computer program for the specification of axial compressor airfoils. Aerospace Research Laboratories, 172. doi: https://doi.org/10.21236/ad0756879
- Panchal, S., Mayavanshi, V. (2017). Experimental study of flow through compressor Cascade. Case Studies in Thermal Engineering, 10, 234–243. doi: https://doi.org/10.1016/j.csite.2017.05.002
- Giesecke, D., Bullent, M., Friedrichs, J., Stark, U. (2018). Optimization of high subsonic, high Reynolds number axial compressor airfoil sections for increased operating range. Proceedings of Global Power and Propulsion Society Forum 18. Montreal, 9.
- Shelkovskiy, M. Yu. (2012). Parametricheskoe issledovanie gazodinamicheskih harakteristik kompressornyh reshetok. Problemy mashinostroeniya, 15 (3-4), 27–36.
- Melashich, S. V., Bolotova, N. V. (2013). Parametricheskoe opisanie formy lopatok kompressornyh vencov aviacionnyh gazoturbinnyh dvigateley. Tekhnicheskaya mekhanika, 3, 42–49.
- Benini, E. (2010). Advances in aerodynamic design of gas turbines compressors. Gas Turbines. doi: https://doi.org/10.5772/10205
- Grushin, M. A. (2010). Approksimaciya profiley lopatok kompressora s pomoshch'yu krivyh Bez'e. Nauka i Obrazovanie, 7. Available at: http://technomag.edu.ru/doc/147491.html
- Salunke, N. P., Channiwala, S. A., Juned, A. R. A. (2014). Design optimization of an axial flow compressor for industrial gas turbine. International Journal of Research in Engineering and Technology, 03 (05), 458–464. doi: https://doi.org/10.15623/ijret.2014.0305084
- Briasco, G., Bruna, D., Cravero, C. (2008). A NURBS-Based Optimization Tool for Axial Compressor Cascades at Design and Off-Design Conditions. Volume 6: Turbomachinery, Parts A, B, and C. doi: https://doi.org/10.1115/gt2008-50622
- Ghaly, W. S., Mengistu, T. T. (2003). Optimal Geometric Representation of Turbomachinery Cascades Using Nurbs. Inverse Problems in Engineering, 11 (5), 359–373. doi: https://doi.org/10.1080/1068276031000086778
- Borysenko, V. D., Ustenko, S. A., Ustenko, I. V. (2018). Heometrychne modeliuvannia kryvykh liniy i poverkhon u naturalniy parametryzatsiyi. Mykolaiv: MNU, 220.
- Hooke, R., Jeeves, T. A. (1961). ''Direct Search'' Solution of Numerical and Statistical Problems. Journal of the ACM, 8 (2), 212–229. doi: https://doi.org/10.1145/321062.321069
- Romanovskyi, H. F., Vashchylenko, M. V., Sedko, M. P. (2008). Osnovy proektuvannia kompresoriv sudnovykh HTD. Mykolaiv: NUK, 292.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Valeriy Borisenko, Serhiy Ustenko, Iryna Ustenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
