Лім Ч. С. Розробка методу прогнозування характеристик турбіни на основі експериментального моделювання газодинамічних процесів

Об'єкт дослідження - аеродинамічні процеси в проточній частині турбомашини. Мета дослідження - розробка методу прогнозування характеристик турбіни, що базується на експериментальному моделюванні газодинамічних процесів у кільцевих решітках турбіни. Методи дослідження - результати дисертації базуються на даних класичного аеродинамічного експерименту. Теоретичні та практичні резудьтати. Теоретичні положення базуються на фундаментальних основах газодинаміки, теорії решіток турбомашин та чисельних математичних методах. Для дослідження абсолютного та відносного руху робочого тіла використовуються рівняння збереження енергії, процесу і нерозривності. Табличні експериментальні дані апроксимовані аналітичними функціями на основі методу найменших квадратів. Для розв'язання задач пошуку екстремумів функцій використано безумовні методи нелінійного програмування. Практичне значення одержаних результатів для турбінобудування полягає у розробці принципів проектування соплових решіток для дослідження нерівномірної течії перед робочим колесом повітряної турбіни; кільцевого радіального дифузора, який дозволяє отримувати характеристики кільцевої соплової решітки на надзвукових режимах при відносно невисокій величині ступеня стиснення компресора. Розроблено конструкцію робочої ділянки експериментальної повітряної турбіни, яка дозволяє вирішувати широке коло проблем, як турбіни в цілому, так і її кільцевих решіток окремо. Розроблено методику прогнозування характеристик, яка реалізована у вигляді пакета прикладних програм для ПЕОМ, що суттєво скорочує терміни та якість прогнозування характеристик газової турбіни. Розроблений метод прогнозування характеристик газової турбіни може бути рекомендований для застосування в аеродинамічних лабораторіях турбінного профілю. Результати досліджень використані при проектуванні та аналізі роботи проточних частин газових турбін в межах науково-технічного співробітництва НТУ "ХПІ" з компанією Самсунг Техвін (Республіка Корея) та у навчальному процесі кафедри турбінобудування НТУ "ХПІ". Новизна - вперше розроблено метод визначення характеристик високотемпературної і високообертної газової турбіни, основою якого є результати аеродинамічних експериментальних досліджень робочого колеса зі штатною та спеціальними допоміжними сопловими решітками при помірних температурах, ступені розширення, частотах обертання та потужності гідрогальма; одержала подальший розвиток методика експериментального визначення аеродинамічних характеристик трансзвукових кільцевих соплових решіток за умов спільної роботи з регульованим дифузорним елементом, що дозволяє одержувати високі надзвукові швидкості при відносно невисокому ступені стиснення компресорного устаткування; одержали подальший розвиток методики визначення впливу періодично нестаціонарних процесів і величини радіального зазору на інтегральні втрати в робочому колесі газової турбіни в широкому діапазоні режимів роботи. Ступінь впровадження - кафедра турбінобудування НТУ "ХПІ", компанія Самсунг Техвін Республіка Корея. Галузь використання - турбінобудування.