|
10 ГЛАВА 1. ДОСТИЖЕНИЯ В РАЗВИТИИ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕЧЕНИЯ ГАЗА В МЕЖТУРБИННЫХ ПЕРЕХОДНЫХ КАНАЛАХ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 1.1 Основные тенденции в развитии газотурбинных двигателей по параметрам рабочего процесса и связанные с этим изменения в облике их проточной части В последние 20-25 лет получил развитие ряд факторов, оказывающих сильное влияние на состояние и перспективы авиадвигателестроения, среди которых в первую очередь стоит отметить рост стоимости, полных сроков разработки и цены авиадвигателей. Этот период связан с развитием двухконтурного двигателя (ТРДД) как основного типа ГТД для дои сверхзвуковой авиации, в результате освоения которого экономическая эффективность и экологические характеристики воздушного транспорта, боевая эффективность военной авиации были намного улучшены [1]. Важной особенностью ТРДД является возможность независимой отработки газогенератора как наиболее напряженного агрегата двигателя. Однако, следствием особенностей ТРДД является широкое разнообразие возможных конструктивно-схемных решений двигателя, что усложняет выбор наиболее целесообразного варианта при проектировании двухконтурного двигателя (форма проточной части, окружные скорости, нагруженность и число ступеней в элементах, число валов и т. д.), тем более с учетом дальнейшего использования базовой конструкции для создания семейства. А. Л. Пархомовым впервые была проведена полная термодинамическая оптимизация параметров ТРДД («абсолютно оптимальный ТРДД»). Установлено, что при оптимальных значениях суммарной степени повышения давления и степени двухконтурности и оптимальной распределении свободной энергии между контурами ТРДД возрастание температуры газов приводит к |
2 ОГЛАВЛЕНИЕ С стр. Введение............................................................................. 6* Глава 1. Достижения в развитии исследования течения газа в межтурбинных переходных каналах газотурбинных% двигателей........................................................................... 9 1.1. Основные тенденции в развитии газотурбинных двигателей по параметрам рабочего процесса и « связанные с этим изменения в облике их проточной части..............;.................................................................... 9 1.2. Формирование современных взглядов на течение газа в криволинейных каналах при наличии продольного положительного градиента давления............................... 27 1.3. Применение численных методов для расчета отрывного турбулентноготечения................................... 50 Глава 2. Обоснование выбора формы образующей меридионального обвода исследуемых каналов........ 54 2.1. Известные способы профилирования меридиональных обводов сложнопрофильных элементов газотурбинных двигателей.......................................................................... 54 2.2. Современные подходы к выбору формообразующей кривой меридиональных обводов проточной части газотурбинных двигателей............................................... 59 2.3. Методика построения лемнискатной образующей 1 меридионального обвода межтурбинного переходника ГТД............ ............................................................................. 62 * * 9 ГЛАВА 1. ► ДОСТИЖЕНИЯ В РАЗВИТИИ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕЧЕНИЯ ГАЗА В МЕЖТУРБИННЫХ ПЕРЕХОДНЫХ КАНАЛАХ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ■ 1.1 Основные тенденции в развитии газотурбинных двигателей по параметрам рабочего процесса и связанные с этим изменения в облике их проточной части * « Особенности разработки современных газотурбинных двигателей для дозвуковой гражданской авиации и двигателей наземного применения рассматриваются в соответствии с требованиями к показателям назначения (удельный расход топлива и удельная масса двигателя), уровню влияния на * окружающую среду, уровню надёжности и безопасности и показателям эксплуатационной технологичности. Требуемые значения расхода топлива обеспечиваются выбором * * исходных параметров (тгк, Тг , т), а также рядом мероприятий, направленных на улучшение показателей рабочего процесса /15/: —повышением термического КПД рабочего цикла; —повышением КПД отдельных узлов и снижением потерь энергии в газовоздушном тракте двигателя; Другими словами, главная задача разработчиков ГТД, это повышение эффективного КПД двигателя,, которое достигается рациональным выбором параметров рабочего цикла. Главной тенденцией в совершенствовании рабочего процесса авиационных газотурбинных двигателей является повышение температуры $ % газа перед турбиной Тг . Это обусловлено тем, что с увеличением Тг повышается удельная и лобовая тяга двигателя и снижается его удельная I |