Последние конференции
- Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности, образовании и экологии
- Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии
- Современные проблемы экологии
- Экологические проблемы окружающей среды, пути и методы их решения
- Экология, образование и здоровый образ жизни
Диагностика авиационных ГТД на моделях
В.Ю. Виноградов, А.А. Сайфуллин, Н.В. Виноградова, Р.М. Хазиев
Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева,
г. Казань
Выбор блока камеры сгорания, как объекта исследования, обусловлен возможностью имитировать один из наиболее характерных дефектов проточной части двигателя. Жаровая труба и сопловой аппарат турбины, конструктивно входящие в камеру сгорания, наиболее подвержены разрушающему воздействию высокотемпературного скоростного газового потока, поэтому прогары, нагарообразование и коробление жаровой трубы и соплового аппарата являются распространенными дефектами проточной части двигателя. Применение модели взамен реальной камеры сгорания вызвано техническими возможностями системы. Оно позволило снизить затраты на продувку. Расчет показывает, что для продувки на одних и тех же скоростях камеры сгорания и приведенной модели требовалось подводить энергию в соотношении 8:1. Снижение затрат энергии в 8 раз одна из причин отказа от продувки полноразмерной камеры сгорания. Применение модели позволило упростить конструкцию и снизить стоимость вентилятора, системы воздушных магистралей и системы электропитания, уменьшить до приемлемых размеров полезный объем и площадь эхо поглощающего покрытия акустического бокса, а применение теории подобия позволило уменьшить погрешности, вызванные моделированием. Использование в модели натурных лопаток соплового аппарата блока камеры сгорания двигателя НК-8 позволило с наибольшей точностью смоделировать процесс обтекания лопаток газовым потоком. Для обеспечения подобия рабочих процессов в реальной камере сгорания и в модели последняя должна обеспечивать формирование полей давлений, скоростей и расхода газового потока, подобных полям этих параметров в двигателе, как в самой камере, так и за венцом соплового аппарата турбины. Поэтому выбор режимов исследований основывался на постоянстве независимых параметров, обеспечивающих подобие газовых потоков модели и натуры. Для проведения исследований был выбран режим холодной прокрутки натурного двигателя НК-8, как наиболее информативный, т.к. горячие режимы работы двигателя характеризуются интенсивными шумами в области высоких частот, что создавало бы помехи при исследовании. Для испытаний было отобрано семь сопловых лопаток 1-й ступени турбины двигателя НК-8, одна из которых, не имеющая дефекта, обозначена индексом «Э», а остальные шесть лопаток имеют прогары различной степени передней и задней кромок, а также спинки и обозначены по мере роста масштаба дефекта от «Д1» до»Д6». На модели блока камеры сгорания на месте сменной лопатки соплового аппарата устанавливалась эталонная (неповрежденная) лопатка с индексом «Э». Измерялись уровни звукового давления при различных скоростях продувки. Вычисляется относительная разность звукового давления дефекта и эталона на каждом режиме и в каждой ?-октавной полосе частот.Анализ зависимостей позволяет сделать вывод, что в значительной части исследуемого диапазона для всех представленных дефектов и режимов продувки, характер распределения разностей звуковых давлений дефекта и эталона практически не изменяется от положения микрофона. Начиная с частоты 6300 Гц наблюдаются заметные увеличения разностей звуковых давлений дефекта и эталона в зависимости от x/l и значительный рост виден в области наиболее информативных частот от 12500 до 20000 Гц.