Науковий вісник НГУ

Аероакустичні характеристики ступеня осьового компресора із дворядним робочим колесом

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Геотехнічна і гірнича механіка, машинобудування

Останнє оновлення: 20 березня 2019

Опубліковано: 04 березня 2019

Перегляди: 2721

Authors:

К. В. Дорошенко, кандидат технічних наук, orcid.org/0000-0001-6495-3263, Національний авіаційний університет, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Ю. М. Терещенко, доктор технічних наук, професор, orcid.org/0000-0003-4367-3232, Національний авіаційний університет, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Ю. Ю. ­Терещенко, кандидат технічних наук, orcid.org/0000-0002-1908-0923, Національний авіаційний університет, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

А. О. Кущинський, orcid.org/0000-0002-0175-8767, Національний авіаційний університет, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Abstract:

Мета.Порівняльна оцінка аероакустичних характеристик ступенів осьового компресора з однорядним і еквівалентним дворядним колесом.

Методика.Дослідження виконано за допомогою чисельного експерименту. Параметри течії у ступені осьового компресора розраховувалися шляхом розв’язання нестаціонарної системи рівнянь Нав’є – Стокса. Рівняння замикались моделлю турбулентної в’язкості SST. Ступінь компресора складалася зі вхідного напрямного апарату, робочого колеса й направляючого апарату. Робоче колесо модифікованого ступеня осьового компресора виконано як еквівалентний дворядний лопатковий вінець. Акустичні джерела ступеня осьового компресора розраховувались за допомогою рівняння Фокс Вільямса ‒ Хоукінгса.

Результати.Отримані результати порівняльної оцінки аероакустичних характеристик ступенів осьового компресора з однорядним і еквівалентним дворядним робочим колесом. Застосування дворядного лопаткового вінця замість еквівалентного однорядного в робочому колесі ступеня осьового компресора може забезпечити збільшення ступеня підвищення тиску на 1‒15 %. На розрахунковому режимі ступінь підвищення тиску збільшується на 8.5 %. Ступінь із дворядним робочим колесом має більшу акустичну ефективність, ніж ступінь компресора з однорядним робочим колесом. Отримані результати свідчать про суттєве зменшення акустичного тиску дипольного джерела. На розрахунковому режимі роботи акустичний тиск дипольного джерела зменшується більше, ніж на 70 %, акустичний тиск квадрупольного джерела зменшується більше, ніж на 10 %.

Наукова новизна.Уперше отримані результати комплексного дослідження аеродинамічних і акустичних характеристик ступеня осьового компресора, що дозволяють оцінити ефективність застосування дворядних лопаткових вінців у робочому колесі дозвукового низьконапірного ступеня осьового компресора.

Практична значимість.Отримані рекомендації можуть бути використані при проектуванні лопаткових машин з низьким рівнем акустичної емісії.

References.

1.Chen, N., 2010. Aerothermodynamics of turbomachinery: analysis and design. Singapure: John Wiley & Sons Pte Ltd [online]. Available at: <https://books.google.com.ua/books/about/Aerothermodynamics_of_Turbomachinery.html?id=OR0-Y7Jr3VEC&redir_esc=y> [Accessed 11 October 2017].

2.Rajadurai, M., Vinayagam, P., Balakrishnan, K. and Priya, G. M., 2017. 2-D Numerical Investigation of the Single Blade and Tandem Blade Rotor in Low Speed Axial Flow Compressor. International Journal of Computational Engineering Research, 7(6), pp. 56‒64.

3.Alm-Eldien, A. M., Gawad, A. F. A., Hafaz, G. and Abd El Kreim, M. G., 2015. Performance evaluation of the tandem C4 blades for axial-flow compressors. American Journal of Aerospace Engineering, 2(1), pp. 74‒92. DOI: 10.11648/j.ajae.s.20150201.17.

4.Eshraghi, H. A., Boroomand, M. and Tousi, A. M., 2016. Developed Methodology in Design of Highly Loaded Tandem Axial Flow Compressor Stage. Journal of Applied Fluid Mechanics, 9(1), pp. 83‒94.

5.Zhang, L. X. and Wang, S. T., 2017. A combination application of tandem blade and end-wall boundary layer suction in a highly loaded aspirated compressor outlet vane. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal Power Energy. DOI: 10.1177/0957650917722455.

6.Zhang, X., 2012. Aircraft noise and its nearfield propagation computations. Acta Mechanica Sinica, 28(4), pp. 960–977. DOI: 10.1007/s10409-012-0136-1.

7.Canepa, E., Cattanei, A. and Zecchin, F. M., 2016. Analysis of tonal noise generating mechanisms in low-speed axial-flow fans. Journal of Thermal Science, 25(4), pp. 302–311. DOI: 10.1007/s11630-016-0865-8.

8.Hellmich, B. and Seume, J. R., 2008. Causes of acoustic resonance in a high-speed axial compressor. Journal of Turbomachinery, 130(3), pp. 031003-1–031003-9. DOI: 10.1115/1.2775487.

9.Laborderie, J., Soulat, L. and Moreau, S., 2014. Prediction of noise sourses in axial compressor from URANS simulation. Journal of Propultion and Power, 30(5), pp. 1257–1271. DOI: 10.2514/1.B35000.

10.Tereshchenko, Y., Doroshenko, E., Lastivka, I. and Tereshchenko, Y., 2017. Numerical study of flow in the stage of an axial compressor with different topology of computational grid. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(7–87), pp. 28–33. DOI: 10.15587/1729-4061.2017.101315.

11.Tereshchenko, Y. M., Doroshenko, E. V. and Abolhasssan zade, J., 2015. Influence research of profile chords ratio on aerodynamic characteristics of tandem compressor cascade. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5/8(77), pp. 9–13. DOI: 10.15587/1729-4061.2015.50535.

 повний текст / full article

• Наступна >