avroenОмский научный вестник. Серия "Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение"Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering2588-03732587-764XОмский государственный технический университет10.25206/2588-0373-2024-8-2-45-51OYRMDIavroen-9Research ArticleЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕPOWER AND CHEMICAL ENGINEERINGУчет влияния производственных отклонений от формы проточной части многоступенчатого осевого компрессораConsideration of the effect of manufacturing deviations from the shape of a multistage axial compressorЗолотухинА. С.ZolotukhinA. S.

Золотухин Антон Сергеевич - аспирант Высшей школы энергетического машиностроения Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великог; инженер-конструктор 3-й категории сектора расчетов отдела компрессоров СКБ ГТУ, АО «Силовые машины».

195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29; 195009, Санкт-Петербург, ул. Ватутина д. 3, лит. А

Zolotukhin Anton Sergeevich - Graduate Student of Higher School of Power Engineering, Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University; CFD Engineer of SKВ GTU Compressor Department, JSC «Power Machines».

Saint Petersburg, Polytechnicheskaya Str., 29, 195251; Saint Petersburg, Vatutina Str., 3A, 195009

zolotuhinant@yandex.ruДавлетгарееваЕ. И.DavletgareevaE. I.

Давлетгареева Екатерина Игоревна - ведущий инженер сектора расчетов отдела компрессоров СКБ ГТУ.

195009, Санкт-Петербург, ул. Ватутина д. 3, лит. А

Davletgareeva Ekaterina Igorevna - CFD Leading Engineer of SKB GTU Compressor Department.

Saint Petersburg, Vatutina Str., 3A, 195009

Davletgareeva_EI@power-m.ruМалышевФ. А.MalyshevF. A.

Малышев Федор Александрович - ведущий инженер сектора расчетов отдела компрессоров СКБ ГТУ.

195009, Санкт-Петербург, ул. Ватутина д. 3, лит. А

Malyshev Fedor Aleksandrovich, CFD Leading Engineer of SKB GTU Compressor Department.

Saint Petersburg, Vatutina Str., 3A, 195009

Malyshev_FA@power-m.ruСанкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого; АО «Силовые машины»РоссияPeter the Great St. Petersburg Polytechnic University; JSC «Power Machines»Russian FederationАО «Силовые машины»РоссияJSC «Power Machines»Russian Federation202430062024824551Copyright © Золотухин А.С., Давлетгареева Е.И., Малышев Ф.А., 20242024Золотухин А.С., Давлетгареева Е.И., Малышев Ф.А.Zolotukhin A.S., Davletgareeva E.I., Malyshev F.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ariem.omgtu.ru/jour/article/view/9

В работе представлены результаты учета производственных отклонений от формы проточной части — каверн, полученных в ходе механической обработки и последующей доработки лопаточного аппарата многоступенчатого осевого компрессора ГТЭ-65.1. Описан подход к математическому моделированию каверн, состоящий из четырех этапов и позволяющий поэтапно определить степень влияния рассматриваемого отклонения на интегральные характеристики компрессора. Для каждого из этапов проведен сравнительный анализ полученных интегральных характеристик компрессора относительно исходной геометрии. Также рассмотрено изменение запасов газодинамической устойчивости компрессора с учетом рассматриваемых каверн и проанализировано их влияние на выделенные характеристики ступеней компрессора, имеющего данные производственные отклонения.

The paper presents the results of influence for manufacturing deviations from the shape of the flow part – cavities obtained during the refinement of the material part of the multistage axial compressor GTE-65.1. An approach to the mathematical description of cavities is described, consisting of four steps. This approach allows us to gradually determine the influence of the deviation on the characteristics of the compressor. For each of the four steps the integral characteristics of the compressor deviations in efficiency and the total pressure ratio are compared to the base geometry. The change in the stability of the compressor is analyzed, taking into account the cavities under consideration. The analysis of changes in the parameters of the compressor stages is carried out.

осевой компрессорГТЭ-65.1отклонение от формыCFDANSYS CFXматематическое моделированиеaxial compressorGTE-65.1shape deviationCFDANSYS CFXmathematical modelingReferencesMa Sh., Hu J., Wang X. [et al.]. Effect of Non-Uniformity of Rotor Stagger angle on the Stability of a Low-Speeds Axial Compressor // Energies. 2022. Vol. 15. 2714. P. 1–14.Ma Sh., Hu J., Wang X. [et al.]. Effect of Non-Uniformity of Rotor Stagger angle on the Stability of a Low-Speeds Axial Compressor // Energies. 2022. Vol. 15. 2714. P. 1–14. (In Engl.).Hosseini M., Sun Z., He X. [et al.]. Effects of Radial Gap Ratio between Impeller and Vaned Diffuser on Performance of Centrifugal Compressors // Applied Sciences. 2017. Vol. 7 (7). 728. DOI: 10.3390/app7070728.Hosseini M., Sun Z., He X. [et al.]. Effects of Radial Gap Ratio between Impeller and Vaned Diffuser on Performance of Centrifugal Compressors // Applied Sciences. 2017. Vol. 7 (7). 728. DOI: 10.3390/app7070728. (In Engl.).Fernandez J. M. Oro, Perotti R. B., Vega M. G. [et al.]. Effect of the radial gap size on the deterministic flow in a centrifugal pump due to impeller-tongue interactions // Energy. 2023. Vol. 278 (3). 127820. DOI: 10.1016/j.energy.2023.127820.Fernandez J. M. Oro, Perotti R. B., Vega M. G. [et al.]. Effect of the radial gap size on the deterministic flow in a centrifugal pump due to impeller-tongue interactions // Energy. 2023. Vol. 278 (3). 127820. DOI: 10.1016/j.energy.2023.127820. (In Engl.).Rannou C., Marty J., Tanguy G. [et al.]. Effect of Tip Gap Size on the Performance of an Axial Compressor Stage with and without Active Flow Control // International Journal of Turbomachinery Propulsion and Power. 2023. Vol. 8 (3). 30. DOI: 10.3390/ijtpp8030030.Rannou C., Marty J., Tanguy G. [et al.]. Effect of Tip Gap Size on the Performance of an Axial Compressor Stage with and without Active Flow Control // International Journal of Turbomachinery Propulsion and Power. 2023. Vol. 8 (3). 30. DOI: 10.3390/ijtpp8030030. (In Engl.).Danish S. N., Qureshi Sh. R., Imran M. M. [et al.]. Effect of tip clearance and rotor–stator axial gap on the efficiency of a multistage compressor // Applied Thermal Engineering. 2016. Vol. 99. P. 988–995.Danish S. N., Qureshi Sh. R., Imran M. M. [et al.]. Effect of tip clearance and rotor–stator axial gap on the efficiency of a multistage compressor // Applied Thermal Engineering. 2016. Vol. 99. P. 988–995. (In Engl.).Blinov V. L., Zubkov I. S. Influence of the axial compressor blade row defects on the industrial gas turbine performance // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1683. 042049. DOI: 10.1088/1742-6596/1683/4/042049.Blinov V. L., Zubkov I. S. Influence of the axial compressor blade row defects on the industrial gas turbine performance // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1683. 042049. DOI: 10.1088/1742-6596/1683/4/042049. (In Engl.).An G., Fan Zh., Qiu Y. [et al.]. Numerical Investigation of the Effect of Hub Gaps on the 3D Flows Inside the stator of a Highly Loaded Axial Compressor Stage // Energies. 2022. Vol. 15 (19). 6993. DOI: 10.3390/en15196993.An G., Fan Zh., Qiu Y. [et al.]. Numerical Investigation of the Effect of Hub Gaps on the 3D Flows Inside the stator of a Highly Loaded Axial Compressor Stage // Energies. 2022. Vol. 15 (19). 6993. DOI: 10.3390/en15196993. (In Engl.).Газовые турбины средней и большой мощности // Силовые машины. URL: https://power-m.ru/customers/thermalpower/gas-turbines/ (дата обращения: 10.11.2023).Gazovyye turbiny sredney i bol’shoy moshchnosti [Medium and high capacity gas turbines] //silovyye mashiny. Power Machines. URL: https://power-m.ru/customers/thermal-power/gas-turbines/ (accessed: 10.11.2023). (In Russ.).Wilcox D. C. Turbulence Modeling for CFD. 3rd ed. California, DCW Industries, Inc., 2006. 536 p. ISBN 978-1-928729-08-2.Wilcox D. C. Turbulence Modeling for CFD. 3rd ed. California, DCW Industries, Inc., 2006. 536 p. ISBN 978-1-928729-08-2. (In Engl.).Kumar Avinash R., Shobhavathy M. T., Kumar A. R. Flow behaviour of transonic axial compressor stage with different turbulence models // Proceedings of the Forty Second National Conference on Fluid Mechanics and Fluid Power. December 14– 16, 2015, NITK Surathkal, Karnataka, India. 2015. FMFP2015– PAPER NO.19.Kumar Avinash R., Shobhavathy M. T., Kumar A. R. Flow behaviour of transonic axial compressor stage with different turbulence models // Proceedings of the Forty Second National Conference on Fluid Mechanics and Fluid Power. December 14–16, 2015, NITK Surathkal, Karnataka, India. 2015. FMFP2015–PAPER NO.19. (In Engl.).Sun W. Assessment of advanced RANS turbulence models for prediction of complex flows in compressors // Chinese Journal of Aeronautics. 2023. Vol. 36 (372). P. 162–177. DOI: 10.1016/j.cja.2023.06.007.Sun W. Assessment of advanced RANS turbulence models for prediction of complex flows in compressors // Chinese Journal of Aeronautics. 2023. Vol. 36 (372). P. 162–177. DOI: 10.1016/j.cja.2023.06.007. (In Engl.).Simões M. R., Montojos B. G., Moura N. R. [et al.]. Validation of turbulence models for simulation of axial flow compressor // 20th International Congress of Mechanical Engineering. November 15–20, 2009. Gramado, RS, Brazil.Simões M. R., Montojos B. G., Moura N. R. [et al.]. Validation of turbulence models for simulation of axial flow compressor // 20th International Congress of Mechanical Engineering. November 15–20, 2009. Gramado, RS, Brazil. (In Engl.).Körpe D. S., Kanat Ö. Ö., Oktay T. The Effects of Initial y plus: Numerical Analysis of 3D NACA 4412 Wing Using γ-Reθ SST Turbulence Model // Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2019. Vol. (17). P. 692–702. DOI: 10.31590/ejosat.631135.Körpe D. S., Kanat Ö. Ö., Oktay T. The Effects of Initial y plus: Numerical Analysis of 3D NACA 4412 Wing Using γ-Reθ SST Turbulence Model // Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi. 2019. Vol. (17). P. 692–702. DOI: 10.31590/ejosat.631135. (In Engl.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.