Abstract

The research objective was to assess the possibilities of using the method of numerical simulation for calculating the aerodynamic characteristics of single-row and double-row of compressor cascades. The flow calculation is performed by the numerical solution of the Navier-Stokes equations, to close which the SST Menter turbulence model is used. The first stage was the flow calculation in the single-row compressor cascade. The flow calculation was held at the angle of attack i=0° and speed ratio λ=0.42-0.83. According to numerical experiment and physical experiment, the dependence of the total pressure loss coefficient and speed ratio was constructed. Calculations have shown that the calculation error is allowable (3.1-5.6%) and the possibility to use the numerical experiment with a given topology of the cascade, SST turbulence model and High resolution design scheme for further research. The second stage was a series of gas-dynamic calculations of the flow in the above compressor cascade for building aerodynamic characteristics. The calculations were performed at a fixed Mach number M w1 =0.72, the angle of attack varied from 0o to + 20o. At small angles of attack, the flow separation does not occur. At the angle of attack +20o for the given cascade, boundary layer separation occurs. The third stage was a series of calculations of geometrically equivalent double-row cascade for building aerodynamic characteristics. Comparison of aerodynamic characteristics of single-row and geometrically equivalent double-row compressor cascade in the field of the Reynolds self-similar modes (Re>10 5 ) at the Mach number M w1 =0.72 and angles of attack i=0o...20o, obtained using the numerical experiment has shown that double-row compressor cascades have a wider variation range of angles of attack of the unseparated flow. This finding is well consistent with the results of other authors. Thus, using the computational experiment allows to solve the problems of determining the efficiency of double-row blade rows.

Highlights

  • ВведениеЭкономичность и эффективность авиационных газотурбинных двигателей характеризуется значениями удельного расхода топлива и удельной тяги, которые зависят от величины внутренней полезной работы реализуемого термодинамического цикла (цикла Брайтона).

  • На расчетном режиме работы двигателя обтекание лопаточных венцов всех ступеней является расчетным, чем обеспечивается расчетное значение степени повышения давления и заданное значение КПД компрессора.

  • На нерасчетных режимах работы двигателя обтекание лопаточных венцов ступеней компрессора становится нерасчетным.

Read more

Summary

Введение

Экономичность и эффективность авиационных газотурбинных двигателей характеризуется значениями удельного расхода топлива и удельной тяги, которые зависят от величины внутренней полезной работы реализуемого термодинамического цикла (цикла Брайтона). На расчетном режиме работы двигателя обтекание лопаточных венцов всех ступеней является расчетным, чем обеспечивается расчетное значение степени повышения давления и заданное значение КПД компрессора. На нерасчетных режимах работы двигателя обтекание лопаточных венцов ступеней компрессора становится нерасчетным. Вследствие взаимного влияния ступеней компрессора изменяется напорность, КПД и снижается запас газодинамической устойчивости двигателя. Поэтому обеспечение газодинамической устойчивости газотурбинных двигателей во всем эксплуатационном диапазоне – одна из актуальных задач авиадвигателестроения [1, 2]. Особое место в решении проблемы обеспечения газодинамической устойчивости газотурбинных двигателей занимают вопросы изучения характера обтекания в компрессорных решетках при больших положительных углах атаки [3]. Использование методов численного моделирования позволяет глубоко исследовать процессы в осевых компрессорах, компрессорных решетках

Анализ литературных данных и постановка задачи исследования
Цель и задачи исследования
Расчет течения в компрессорных решетках
Расчет аэродинамических характеристик компрессорных решеток
Выводы
Full Text
Paper version not known

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.