Учет влияния производственных отклонений от формы проточной части многоступенчатого осевого компрессора

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.

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. Газовые турбины средней и большой мощности // Силовые машины. URL: https://power-m.ru/customers/thermalpower/gas-turbines/ (дата обращения: 10.11.2023).

9. Wilcox D. C. Turbulence Modeling for CFD. 3rd ed. California, DCW Industries, Inc., 2006. 536 p. ISBN 978-1-928729-08-2.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.