Работа выполнена на кафедре "Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели" Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева и в ЗАО "НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа".
Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Евгеньев Станислав Сергеевич
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Фафурин А.В., кандидат технических наук Сагадеев Р.Г.
Ведущая организация: ОАО "Авиамотор" (г. Казань)
Защита диссертации состоится " " июня 2006 г. в " " часов на заседании диссертационного совета Д 212.079.02 в Казанском государственном техническом университете им.А.Н. Туполева по адресу: 420111, г. Казань, ул. К. Маркса, 10.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева.
Автореферат разослан " " ____________2006 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
Общая характеристика работы
Актуальность работы. Центробежные компрессорные ступени широко используются в осецентробежных компрессорах газотурбинных двигателей (ГТД) наземного и авиационного исполнения, в бортовых турбогенераторах, агрегатах турбонаддува двигателей внутреннего сгорания (ДВС), а также в центробежных компрессорах (ЦК), применяемых в химической, нефтяной и газовой отраслях промышленности.
Опыт эксплуатации ЦК при высоких окружных скоростях вращения и давлениях рабочей среды выявил необходимость исследования нестационарных процессов в связи с усталостными поломками рабочих колес (РК), возникающих из-за наличия значительных переменных аэродинамических нагрузок. Среди известных нестационарных явлений в ЦК наиболее значительное отрицательное влияние на усталостную прочность колеса оказывает неравномерность распределения параметров потока по окружной координате около дисков колеса, связанная со сложной структурой потока на выходе из РК, обратным влиянием выходного устройства в случае безлопаточного диффузора (БЛД) и влиянием лопаточного диффузора (ЛД). При вращении ротора окружная неравномерность параметров потока, стационарная по отношению к корпусу, преобразуется в нестационарное поле давлений и скоростей по отношению к вращающемуся РК. Важно отметить, что этот вид нестационарности существует на всех режимах работы ЦК, допускаемых при эксплуатации. Кроме того, имеется возможность возникновения резонансного режима при совпадении частоты аэродинамической нагрузки с одной из собственных частот колебания какого-либо элемента РК, приводящего к опасным динамическим напряжениям и усталостным разрушениям.
Поэтому дальнейшее исследование закономерностей распределения давлений и скоростей потока по окружности около РК, разработка методов определения величины и частоты воздействия на РК переменных аэродинамических нагрузок и соответствующих напряжений, а также способов их снижения являются весьма актуальными.
Цель работы. На основе экспериментальных и расчетно-теоретических исследований разработать метод определения переменных аэродинамических нагрузок и динамических напряжений, действующих на РК ЦК.
Задачи исследования. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
1. Разработка и экспериментальные исследования компактных ступеней концевого типа с закрытыми и полуоткрытыми РК с цилиндрическими и пространственными лопатками, с разными типами диффузоров и выходных устройств, для определения обычными и безинерционными приборами внешних полей давлений, их частот и амплитуд воздействия на диски РК.
2. ............
