"Исследования кольцевых закрученных потоков в вентиляторных установках"

16 Сентября 2014

11:00

Телемост ЦАГИ-ИТПМ СО РАН-СПбГПУ-НИИМ МГУ

Оnline-трансляция из ФГУП "ЦАГИ"

ЦАГИ, корп. № 8, конференц-зал

Докладчик: Митрофович Виктор Владимирович, vvmitrof@yandex.ru

Авторы: Митрофович Виктор Владимирович, Сустин Сергей Александрович(ФГУП "ЦАГИ")

Тезисы доклада "Исследования кольцевых закрученных потоков в вентиляторных установках"

Процессы потери устойчивости закрученных потоков и явления, возникающие при их взаимодействии с границами проточной части, оказывают определяющее влияние на достижимые параметры и эффективность таких лопаточных машин как компрессоры, вентиляторы, турбины. Доклад посвящен исследованию кольцевых закрученных потоков в вентиляторных установках с осевыми вентиляторами.

Исследованы условия потери устойчивости потока в кольцевом канале за рабочим колесом вентилятора и структура возникающего при этом отрывного течения. Показано, что критерием, определяющим условия потери устойчивости, является параметр закрутки. На основе исследования нестационарных характеристик закрученного потока установлено, что после потери устойчивости возникает течение с тремя спиральными вращающимися отрывными зонами. Эти исследования позволили замкнуть задачу определения предельной аэродинамической нагруженности и оптимизации расчетных параметров осевых вентиляторов с высоким уровнем потерь на выходе из проточной части.

Исследовано взаимодействие кольцевого закрученного потока с плоской преградой, расположенной вблизи выхода потока из корпуса вентилятора. Показано, что при натекании кольцевой закрученной струи на плоский экран возникает замкнутая отрывная зона вблизи оси вращения. При этом в ядре струи, растекающейся по экрану, происходит преобразование части динамического давления закрученного потока в статическое давление. Показано, что основным критерием, определяющим закономерности формирования потерь в таком потоке является параметр закрутки. На основе этих исследований построена методика оптимизации и разработаны вентиляторные установки с высоким статическим КПД для стесненных условий компоновки, имеющие в 2.5 раза меньшие габариты проточной части по сравнению с установками, спроектированными на основе традиционных подходов.