Дослідження впливу інтерференції лопаткових вінців на втрати в ступені осьового компресора

Мета: дослідження втрат повного тиску у вхідному напрямному апараті, в робочому колесі й напрямному апараті ступеня осьового компресора з урахуванням їх газодинамічної інтерференції. Метод дослідження: дослідження виконано методом чисельного моделювання тривимірної течії в ступені осьового компресора. Побудовано неструктуровану адаптивну розрахункову сітку. Газодинамічний розрахунок течії в ступені осьового компресора виконано з використанням системи рівнянь Нав’є – Стокса, яка замикалася моделлю турбулентної в’язкості SST. Результати: було проведено серію газодинамічних розрахунків течії при різних значеннях осьової швидкості на вході в ступінь компресора. Колова швидкість на периферійному радіусі на розрахунковому режимі складала u=238.64 м/с. Коефіцієнт швидкості на вході в ступінь змінювався в діапазоні =0.35…0.7. За результатами розрахунку побудовано залежності коефіцієнтів втрат повного тиску від коефіцієнта швидкості на вході для вхідного напрямного апарату, робочого колеса і напрямного апарату. Аналіз результатів дослідження показує, що найбільший внесок у загальний баланс втрат повного тиску вносять втрати в напрямному апараті. Обговорення: унаслідок газодинамічної інтерференції робочого колеса і напрямного апарату відбувається збільшення втрат в напрямному апараті. Взаємний вплив лопаткових вінців робочого колеса і напрямного апарату призводить до суттєвої трансформації швидкостей і тисків в міжлопаткових каналах. Як наслідок, має місце перерозподілення втрат, обумовлених коловою і радіальною нерівномірністю потоку, кінцевими перетіканнями і дією відцентрових сил. Можна очікувати, що зменшення рівня втрат в ступені осьового компресора можна забезпечити шляхом впливу на пограничний шар в кінцевому зазорі робочого колеса.