Search academic texts

Information × Registration Number 0826U000709, PhD dissertation Status Доктор філософії Date popup.evolution o Title Method for Determining the Influence of Abrasive Wear of the Compressor Flow Path on the Gas Turbine Engine Characteristics Using Its Mathematical Model Author Vadym A. Datcenko, popup.head Ludmila H. Boyko popup.opponent Serhii M. Vanieiev popup.opponent Kateryna Balalaieva popup.review Pavlo Gakal popup.review Maksym O. Kurin Description Робота присвячена розробці методувизначенню впливу абразивного зношування проточної частини компресора газотурбінного двигуна (ГТД), що працює в умовах підвищеної запиленості, на його термогазодинамічні параметри та характеристики шляхом математичного моделювання. Показано, що експлуатація ГТД у запиленому середовищі призводить до зростання питомої витрати палива, зниження потужності та погіршення газодинамічної стійкості. Основною причиною цього є ерозійне зношування компресора, яке змінює геометрію лопаткових вінців і зміщує робочі режими. Проаналізовано існуючі методи моделювання, зокрема моделі 0-го та 1-го рівнів, що базуються на узагальнених характеристиках і поправкових коефіцієнтах, а також моделі 2-го рівня, які дозволяють враховувати геометрію проточної частини. Встановлено, що використання поправкових коефіцієнтів спрощує розрахунки, але знижує їх точність, тоді як більш детальні моделі потребують додаткових даних. У роботі удосконалено метод розрахунку термогазодинамічних параметрів турбовального ГТД на основі нелінійної модульної математичної моделі з двовимірним описом багатоступеневого осьового компресора. Це дозволило врахувати зміну геометричних параметрів лопаток за висотою внаслідок зношування, а також вплив шорсткості та радіального зазору. Розроблено методику визначення геометричних параметрів зношеного компресора, що враховує зміну хорди, кутів профілів і встановлення лопаток уздовж радіуса. На її основі змодельовано геометрію лопаткових вінців після зношування та виконано розрахунок характеристик компресора і двигуна. Результати показали, що абразивне зношування призводить до підвищення температури, зниження тиску, витрати повітря та ККД компресора, а також до зміщення межі стійкої роботи. Для досліджуваного двигуна встановлено зниження питомої потужності на 14%, зростання питомої витрати палива на 6,4% та зменшення запасу газодинамічної стійкості на 11,1%. Розроблений метод може бути використаний для прогнозування технічного стану ГТД та оцінки впливу зношування при експлуатації в запиленому середовищі. Наукова новизна роботи: 1. Уперше для розрахункового визначення впливу абразивного зношування проточної частини компресора на характеристики турбовального двигуна, запропоновано метод, оснований на повузловій нелінійній математичній моделі двигуна, що спирається на двовимірний опис багатоступеневого осьового компресора. 2. Набула подальшого розвитку методика визначення геометричних параметрів лопаткових вінців осьового компресора на різних радіусах за обмеженим масивом експериментальних даних про змінення хорди лопаток на середньому радіусі та периферії внаслідок абразивного зносу. 3. Удосконалено метод розрахунку термогазодинамічних параметрів та характеристик осьового багатоступеневого компресора в двовимірній постановці шляхом уточнення напівемпіричних залежностей для визначення втрат повного тиску та коефіцієнтів корисної дії ступенів, а також урахування впливу зростання шорсткості поверхонь лопаток і збільшення радіального зазору. Практичне значення отриманих результатів: 1. Розроблений метод розрахункового аналізу впливу абразивного зношування проточної частини компресора на характеристики турбовального газотурбінного двигуна та відповідний комплекс програм забезпечують підвищення обґрунтованості інженерних рішень під час визначення технічного стану двигунів, прогнозування зміни їх експлуатаційних характеристик, оцінки запасів газодинамічної стійкості та прогнозування зростання експлуатаційних витрат, зокрема внаслідок збільшення питомої витрати палива й зменшення питомої потужності. 2. Отримані розрахункові дані щодо просторово-радіальних розподілів параметрів потоку в компресорі (кутів натікання, швидкостей, повної та статичної температури й тиски), а також кількісні показники зміни інтегральних характеристик компресора (ступеня підвищення тиску, ККД і запасів газодинамічної стійкості) дозволяють оцінювати вплив абразивного зношування на ефективність і стійкість роботи компресора, прогнозувати наближення граничних станів і визначати допустимі режими експлуатації. Registration Date 2026-03-31 popup.nrat_date 2026-03-31 Close