Бурлака М. В. Аеродинамічна оптимізація напрямних решіток осьових турбін

Об'єкт дослідження: аеродинамічні явища в решітках осьових турбін високого тиску. Мета дослідження - обґрунтування вірогідного і ефективного алгоритму аеродинамічної оптимізації складного тангенціального навалу напрямних кільцевих решіток осьових турбін з використанням методів обчислювальної гідродинаміки та контролем витрати робочого тіла при оптимізації. Методи дослідження: Теоретичні аспекти роботи базуються на фундаментальних положеннях теорії аерогідродинаміки. Твердотільне тривимірне комп'ютерне моделювання використовувалось для побудови комп'ютерних тривимірних моделей лопаток осьових турбін. Для отримання характеристик потоку в осьових турбінних решітках застосовувались методи обчислювальної гідродинаміки. Аеродинамічно оптимальна форма турбінних решіток визначалась з допомогою методів планування експерименту. Теоретичні та практичні результати: алгоритм аеродинамічної оптимізації напрямних решіток осьових турбін та рекомендації щодо використання складного тангенціального навалу. Наукова новизна: дістав подальший розвиток підхід до оптимізації напрямних турбінних решіток, який поєднує теорію планування експерименту та методи розрахунку течії і забезпечує як високу точність розрахунку, так і суттєве зменшення часу оптимального проектування; вперше розроблено алгоритм аеродинамічної оптимізації складного тангенціального навалу напрямних лопаток сумісно з їх поворотом, що дозволило отримати ефективні напрямні решітки і з заданою точністю зберегти величину витрати робочого тіла; запропоновані нові параметричні моделі просторової лопатки осьової турбіни: одна зі скривленням лопатки по всій довжині, друга з прямолінійною центральною ділянкою, основною відмінністю яких є висока гнучкість при мінімальній кількості варійованих параметрів; розроблено рекомендації щодо вибору методу скривлення лопаток при оптимізації кільцевих турбінних решіток з різним відношенням горла до їх висоти; вперше для кільцевої напрямної решітки з лопатками сталого по висоті стандартного профілю Н4 (ТС-1А) в заданому діапазоні висот визначено максимально можливий виграш у коефіцієнті сумарних витрат від використання складного тангенціального навалу при точному дотримані витрати робочого тіла через решітку. Ступень впровадження: Результати дисертаційної роботи використовуються ВАТ "Турбоатом" в процесі проектування нових парових турбін. Сфера використання: галузь турбінобудування.