Исследование особенностей течения воздуха в зоне камеры сгорания и оценка влияния структурных дефектов на показатели герметичности газотурбинных двигателей
How to cite
Abstract
В статье представлены результаты комплексного исследования аэродинамических процессов в зоне камеры сгорания (КС) газотурбинных двигателей (ГТД) и их взаимосвязи с герметичностью узла. Методами вычислительной гидрогазодинамики (CFD) проанализированы особенности формирования течений воздуха в межкорпусных полостях и уплотняющих зазорах при номинальных режимах работы. Разработана параметрическая модель, позволяющая оценить влияние типовых структурных дефектов (коробление фланцев, эрозия уплотняющих гребней, микротрещины, отклонения геометрии при сборке) на величину утечек воздуха. Экспериментально подтверждена корреляция между степенью дефектности уплотнений, величиной паразитных перетечек и снижением ключевых эксплуатационных показателей ГТД (удельный расход топлива, температура газов перед турбиной, стабильность горения). Предложены критерии оценки критичности выявленных дефектов для ресурса и эффективности двигателя. Результаты исследования имеют практическую значимость для повышения надежности и экономичности ГТД путем оптимизации систем уплотнений и совершенствования методик технического диагностирования.
Keywords
References
Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика: уч. пос. для втузов. 6-е изд., перераб. М.: Наука, 1991. 600 с.
Андрюшин В.А. Влияние паразитных утечек воздуха на эффективность камер сгорания ГТД // Известия вузов. Авиационная техника. 2017. № 1. С. 41-46.
Белоцерковский О.М. Численные методы в сингулярных интегральных уравнениях. М.: Наука, 1985. 256 с.
Горлин С.М., Слезингер И.И. Аэродинамические измерения: Методы и приборы. М.: Машиностроение, 1972. 512 с.
Денисов К.Д., Соколов В.Г. Современные методы расчета утечек в уплотнениях авиадвигателей // Газотурбинные технологии. 2020. № 5(155). С. 30-35.
Егорычев В.И., Захаров Ю.Б. Аэродинамика элементов проточной части ГТД: уч. пос. Самара: СНЦ РАН, 2012. 220 с.
Зайцев А.В., Королев А.Н. Тепловизионный контроль герметичности узлов ГТД // Контроль. Диагностика. 2021. № 3(285). С. 22-28.
Иванов М.Ю., Петров А.В. Моделирование влияния дефектов сборки на герметичность фланцевых соединений ГТД // Вестник двигателестроения. 2018. № 3. С. 12-18.
Кириллов И.И. Теория газотурбинных двигателей: учеб. для вузов. Ч. 1. Термогазодинамика. М.: Машиностроение, 2006. 536 с.
Кузнецов Е.В. Оценка точности сборки узлов ГТД и ее влияния на эксплуатационные характеристики // Надежность и качество: тр. межд. симпозиума. Пенза: ПГУ, 2019. С. 85-88.
Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа: учеб. для вузов. 7-е изд., испр. М.: Дрофа, 2003. 840 с.
Николаев В.С. Износ и ресурс лабиринтных уплотнений газотурбинных двигателей // Трение и износ. 2016. Т. 37. № 4. С. 408-415.
Петров К.П. Турбулентные течения в зазорах и уплотнениях турбомашин // Труды ЦИАМ. 2015. № 1234. С. 45-62.
Скибин В.А., Обухов С.Г. Надежность и диагностика авиационных газотурбинных двигателей: Учебник. М.: Машиностроение, 2008. 400 с.
Федоров Р.М. Экспериментальное исследование утечек через лабиринтные уплотнения газотурбинных двигателей // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2019. № 6. С. 65-72.
Metrics
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.