Запропоновано метод геометричного моделювання обводів спинки та коритця профілів лопаток осьових турбомашин, які описуються складеними кривими та формуються двома ділянками. Кожна ділянка обводу профілю моделюється кривою, що подається у натуральній параметризації. Для вхідної частини профілю застосовано кубічний закон розподілу кривини, для вихідної частини профілю - квадратичний закон. Стикування вхідних і вихідних частин профілів спинки та коритця відбувається з забезпеченням третього порядку гладкості, який передбачає рівність значень функцій, похідних від функцій, кривини та похідних від неї в точці стикування. Під час моделювання профілю лопатки застосовуються 13 кінематичних і геометричних параметрів. Невідомі коефіцієнти квадратичних і кубічних законів розподілу, а також довжини дуг ділянок спинки та коритця профілю, визначаються в процесі моделювання решітки профілів на задані параметри. Задача розв'язується шляхом мінімізації відхилень побудованих кривих від базових точок модельованого профілю, розташованих у горлі міжлопаткового каналу та на колі, яке визначає максимальну товщину профілю. На базі запропонованого методу розроблено програмний код, який, окрім цифрової інформації по модельованій середній лінії профілю лопатки турбомашини, також видає отримані результати в графічному вигляді на екран монітора комп'ютера. Проведені розрахункові дослідження підтвердили працездатність запропонованого вдосконаленого методу моделювання обводів спинки та коритця профілів лопаток осьових турбін. Розроблений метод може бути корисним організаціям, які займаються проектуванням і виготовленням лопаткових апаратів осьових газових турбін газотурбінних двигунів.Запропоновано метод геометричного моделювання обводів спинки та коритця профілів лопаток осьових турбомашин, які описуються складеними кривими та формуються двома ділянками. Кожна ділянка обводу профілю моделюється кривою, що подається у натуральній параметризації. Для вхідної частини профілю застосовано кубічний закон розподілу кривини, для вихідної частини профілю - квадратичний закон. Стикування вхідних і вихідних частин профілів спинки та коритця відбувається з забезпеченням третього порядку гладкості, який передбачає рівність значень функцій, похідних від функцій, кривини та похідних від неї в точці стикування. Під час моделювання профілю лопатки застосовуються 13 кінематичних і геометричних параметрів. Невідомі коефіцієнти квадратичних і кубічних законів розподілу, а також довжини дуг ділянок спинки та коритця профілю, визначаються в процесі моделювання решітки профілів на задані параметри. Задача розв'язується шляхом мінімізації відхилень побудованих кривих від базових точок модельованого профілю, розташованих у горлі міжлопаткового каналу та на колі, яке визначає максимальну товщину профілю. На базі запропонованого методу розроблено програмний код, який, окрім цифрової інформації по модельованій середній лінії профілю лопатки турбомашини, також видає отримані результати в графічному вигляді на екран монітора комп'ютера. Проведені розрахункові дослідження підтвердили працездатність запропонованого вдосконаленого методу моделювання обводів спинки та коритця профілів лопаток осьових турбін. Розроблений метод може бути корисним організаціям, які займаються проектуванням і виготовленням лопаткових апаратів осьових газових турбін газотурбінних двигунів.The practice of designing centrifugal compressors in which impellers are the main components shows that there are reserves for their further improvement. One of the main reserves consists in improving flow conditions for the compressed medium in the compressor flow path and, above all, in the impeller. A method of geometric modeling flow path of the impellers of centrifugal compressors was proposed which involves the construction of meridional boundaries of impellers and the blade profile on an involute of the cylindrical surface of the outer radius of the impeller. The blade is represented by ruled surfaces. The shroud of the impeller is described by a curve in natural parameterization using cubic dependence of curvature on the arc length. Dependences and length of the arc are determined in the process of modeling the boundary based on the set source data. The problem is solved by minimizing deviations of intermediate curves from the boundary endpoint. The hub is obtained as an envelope of circles inscribed in the meridional channel of the impeller. Radii of the circles are determined taking into account the flow areas of the channel. The camber line of the blade profile on an involute of the cylindrical surface of the outer radius of the impeller is modeled using a curve that is presented in natural parameterization with quadratic law of curvature distribution. A computer code was developed in the Fortran Power Station programming environment that visualizes the obtained numerical results graphically on a computer display in addition to digital information on the modeled boundaries and the blade profile. Graphical results were presented. They confirmed the efficiency of the proposed method of modeling the flow path of centrifugal compressor impellers. The method can be useful to offices involved in the design of centrifugal compressors.

  Повний текст PDF - 393.378 Kb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"