Другие журналы
|
Измерение поля давления за шнеком при исследовании течения в бустерном ТНА ЖРД
# 12, декабрь 2014
DOI: 10.7463/1214.0740931
авторы: Дорош Н. С., Леонтьев С. Н.
УДК 621.45.043
| Россия, ОАО "НПО Энергомаш им. академика В.П. Глушко" МГТУ им. Н.Э. Баумана  |
При проектировании системы подачи для создании современных маршевых ЖРД конструкторам приходится уделять особое внимание энергоэффективности агрегатов а так же их надежности. Одним из важнейших показателей надежности является обеспечение безкавитационной работы основного турбонасосного агрегата (ТНА), что, с учетом современных уровней давления в камере сгорания, невозможно без использования бустреных ТНА (БНА). Широкое распространение в качестве БНА получили осевые лопаточные насосы, рабочим колесом которых является шнек, благодаря высоким всасывающим свойствам и технологичности. В то же время, течение в шнековых колесах прогрессивной геометрии имеет сложный пространственный характер, что делает их проектирование и точную оценку параметров потока нетривиальной задачей. Исходя из необходимости детального понимания структуры потока в межлопаточных каналах шнека был рассмотрен ряд методик исследования течения в БНА включающий аналитический расчет, визуальные методы исследования, непосредственные измерения параметров потока и математическое моделирование. Анализ особенностей каждого метода показывает необходимость комбинирования нескольких методов для достижения наилучших результатов. Наиболее эффективной стратегией становится использование математического моделирования для получения широкого спектра данных с последующим подтверждением их адекватности экспериментальными замерами в характерных точках. Рассмотрены особенности проведения такого рода измерений в условиях проточной части шнека и требования к измерительным устройствам. На основании этого разработана оригинальная конструкция экспериментального БНА, оборудованного системой замера давлений за шнеком и имитатором автоматического разгрузочного устройства. Благодаря этим системам экспериментально может быть получена радиальная эпюра давления потока за шнеком а так же осевая сила, воздействующая на шнек. Показано, что предлагаемая система измерений отвечает предъявляемым требованиям и позволяет получить данные на различных режимах работы агрегата. Разработана программа испытаний, позволяющая реализовать поставленные задачи: получить значения давлений в потоке за шнеком и осевое усилие на нем на различных режимах, а так же оценить влияние неравномерности сброса рабочего тела турбины в основной поток за шнеком. Экспериментальные данные впоследствии позволят провести сравнение с результатами численного моделирования, и при необходимости скорректировать условия расчета. Список литературы- Демьяненко Ю.В. Проектирование и расчет характеристик осевых и оседиагональных насосов с высокими энергетическими и антикавитационными качествами. Воронеж: КБХА, 2010. 456 с.
- Шапиро А.С. Структура реального течения в центробежных и осевых насосах. М.: Изд-во МГИУ, 2004. 280 с.
- Боровский Б.И., Кравчик Н.И., Толстиков Л.А. Гидравлический расчет шнекового бустерного насоса: учеб. пособие / под ред. проф. Н . И . Кравчика . М .: МАИ , 1987. 52 с .
- Cervone A., Testa R., d`Agostino L. Thermal effects on Cavitation Instabilities in helical indusers // Journal of Propulsion and Power. 2005. Vol . 21, no . 5 . P . 893-899. DOI: 10.2514/1.12582
- Лакшминараяна Б. Визуальное исследование течения в осевом преднасосе // Теоретические основы инженерных расчетов: труды Американского об-ва инженеров-механиков : [журнал] : пер. с англ. 1972. № 4. С . 79-89.
- Díaz K.M.A., Oro J.M.F., Marigorta E.B. Extended Angular Range of a Three-Hole Cobra Pressure Probe for Incompressible Flow // Journal of Fluids Engineering. 2008. Vol. 130, no. 10. Paper no. 101401. DOI: 10.1115/1.2969457
- Yamanishi N., Fukao S., Qiao X., Kato C., Tsujimoto Y. LES Simulation of Backflow Vortex Structure at the Inlet of an Induser // Journal of Fluids Engineering. 2007. Vol . 129, no . 5. P . 587-594. DOI: 10.1115/1.2717613
- Дорош Н.С., Леонтьев С.Н. Выбор конечно-элементной модели для моделирования течения в шнеках // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. № 4. Режим доступа: http://engjournal.ru/catalog/machin/rocket/701.html (дата обращения 26.09.2014).
Публикации с ключевыми словами:
измерительная система, численное моделирование, осевая сила, шнек, бустерный турбонасосный агрегат, эпюра давления
Публикации со словами:
измерительная система, численное моделирование, осевая сила, шнек, бустерный турбонасосный агрегат, эпюра давления
Смотри также:
|
|