Аэродинамические нагрузки и динамические напряжения, действующие на рабочее колесо центробежного компрессора (стр. 5 из 5)
5. Выполнен расчет по МКЭ статических и динамических напряжений и соответствующих запасов прочности на основе действия центробежных сил и поля переменных давлений, действующих с внешней и внутренней стороны дисков трех исследованных типов РК, работающих в составе реальных ЦК, и даны рекомендации по совершенствованию конструкций. В частности, для РК ступени №2 с БЛД запас по динамическим напряжениям составляет 1,9, что требует изменения конструкции.
6. С помощью пневмометрических и безынерционных систем измерений давлений и скоростей в области выхода из РК и анализа спектра частот их колебаний по ширине канала определены номера гармоник kчастот воздействия f=k×nпеременных давлений, соответствующих высоким амплитудам, для исследованных типов РК на разных режимах работы. Для РК, работающих с БЛД и ВУ (или КК) они находятся в диапазоне от k=1 до k=6 в зависимости от степени реактивности W и k=z2 (z2 - число лопаток РК), а работающих с ЛД составляют k=1, k=z2 и k=z3 (z3 - число лопаток ЛД).
7. Методом голографической интерферометрии определены собственные частоты и формы колебаний исследованных трех типов закрытых (bл2=90° и 45°) и полуоткрытого ( (bл2=50°) РК и проведено их сравнение с результатами расчета собственных частот и форм колебаний по МКЭ с использованием пакета ANSYS (лицензия № 24281/101217 ЗАО "НИИтурбокомпрессор им.В.Б. Шнеппа"). Совпадение опытных и расчетных данных в пределах 3-5% показало приемлемость построенной КЭ-модели и она использована для расчета собственных частот и форм колебаний с учетом вращения РК.
8. В результате анализа построенных частотных диаграмм выявлены резонансные режимы работы трех исследованных типов РК с bл2=90°, 45° и 50°. Например, для ступени с закрытым РК (bл2=90°,
, цилиндрические лопатки, БЛД и КК) в диапазоне n=11000-15000об/мин определены три резонансные частоты вращения n=13811об/мин (k=5, два узловых диаметра), n=11854об/мин (k=z2=23, 5 узловых диаметров) и n=14251об/мин (k= z2=23, 6 узловых диаметров). Широкое закрытое РК (bл2=45°, 
, пространственные лопатки, ЛД и КК) имело только одну резонансную частоту вращения n=11240об/мин (k=z3=10, 2 узловых диаметра). В полуоткрытом РК (bл2=50°, 
, ЛД, пространственные лопатки) в интервале n=15000-25000об/мин резонансные частоты вращения проявлялись при n=21000об/мин (k=z2=17, зонтичные колебания) и n=15000об/мин (k=z2=17, 6 узловых диаметров; k=z3=19, 8 узловых диаметров). Для этого РК выявлены также характерные формы колебаний лопаток входного вращающегося аппарата.9. Проведен анализ причин реального обширного усталостного разрушения лицензионного закрытого РК типа " L" ЦК синтез газа с помощью предлагаемых методов расчета переменных давлений, динамических напряжений и резонансных частот вращения. Результаты анализа подтвердили факт усталостного разрушения РК типа "L", что позволяет рекомендовать использованные методы для проектирования ЦК.
По теме диссертации опубликованы следующие работы
1. Футин В.А. Анализ погрешностей измерений при газодинамических испытаниях сменных проточных частей для ГПА. - Материалы докладов ХIVВсероссийской межвузовской научно-технической конференции "Внутрикамерные процессы в энергетических установках, акустика, диагностика, экология".Ч.I. Казань, 2002, с.89-92.
2. Футин В.А. Изучение нестационарных процессов за рабочим колесом центробежного компрессора. - Тезисы докладов VIнаучно-технической конференции молодых специалистов "Исследование, конструирование и технология изготовления компрессорных машин". Казань, 2002, с.18-19.
3. Футин В.А. Экспериментальное исследование распределения давления за рабочим колесом центробежного компрессора. - Сборник материалов XVВсероссийской межвузовской научно-технической конференции "Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий". Ч. II. Казань, 2003, с.36-37.
4. Футин В.А. Экспериментальное определение неравномерности распределение давления по окружности около дисков закрытых рабочих колес центробежных ступеней концевого типа. - Сборник материалов XVIвсероссийской межвузовской научно-технической конференции "Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика, диагностика технических систем, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий".Ч.I. Казань, 2004, с.231-232.
5. Евгеньев С.С., Футин В.А. Экспериментальное определение пульсаций давлений и скоростей за рабочим колесом центробежной ступени концевого типа. - Сборник материалов XVIвсероссийской межвузовской научно-технической конференции "Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика, диагностика технических систем, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий".Ч.I. Казань, 2004, с.229-231.
6. Евгеньев С.С., Футин В.А. Экспериментальное исследование пульсаций скоростей и статических давлений за рабочим колесом центробежного компрессора. - Тезисы докладов VIIмеждународной научно-технической конференции молодых специалистов "Исследование, конструирование и технология изготовления компрессорных машин" посвященная 80-летию со дня рождения В.Б. Шнеппа, Казань, 2004, с.
7. . Евгеньев С.С., Футин В.А. К определению неравномерности распределения давления по окружности около дисков закрытых рабочих колес центробежных компрессоров. - Тезисы докладов VIIмеждународной научно-технической конференции молодых специалистов "Исследование, конструирование и технология изготовления компрессорных машин" посвященная 80-летию со дня рождения В.Б. Шнеппа, Казань, 2004, с.
8. Евгеньев С.С., Футин В.А. Исследование неравномерности потока за рабочим колесом центробежного компрессора. - Сборник научных трудов под редакцией доктора техн. наук И.Г. Хисамеева "Проектирование и исследование компрессорных машин". Вып.5, Казань, 2004, с.124-139.
9. Евгеньев С.С., Футин В.А. Исследование пульсаций давлений и скоростей за рабочим колесом ступени концевого типа центробежного компрессора. - Труды XIIIМеждународной научно-технической конференции по компрессоростроению "Компрессорная техника и пневматика в XXIвеке".Ч.I., Сумы, 2004, с.83-90.
10. Евгеньев С.С., Футин В.А. Распределение давления по окружности около дисков закрытых рабочих колес ступеней концевого типа центробежных компрессоров. - Труды XIIIМеждународной научно-технической конференции по компрессоростроению "Компрессорная техника и пневматика в XXIвеке".Ч.I., Сумы, 2004, с.125-131.
11. Евгеньев С.С., Футин В.А. Определение резонансных режимов рабочих колес центробежных компрессоров, испытывающих воздействие переменных давлений. - Материалы Международной молодежной научной конференции "XIIТуполевские чтения". Том I., Казань, 2004, с.221-223.
12. Евгеньев С.С., Футин В.А. Распределение давления по окружности около дисков закрытых рабочих колес ступеней концевого типа центробежных компрессоров. // - Компрессорная техника и пневматика., № 8, 2004, с.28-30.
13. Евгеньев С.С., Футин В.А., Каримов А.Х., Макаева Р.Х., Царева А.М. Определение резонансных частот вращения закрытых рабочих колес центробежных компрессоров. - Тезисы докладов Международной научно-технической конференции "Рабочие процессы и технология двигателей", 23-27 мая 2005 г. КГТУ им.А.Н. Туполева, Казань. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2005, с. 198-200.
14. Евгеньев С.С., Футин В.А. Определение переменных аэродинамических нагрузок и динамических напряжений, действующих на рабочие колеса центробежных компрессоров. - IIМеждународная научно-техническая конференция "Авиадвигатели XXIвека". Сб. тезисов, том I. - М.: ЦИАМ, 2005, с.323-325.