Математическое моделирование течения струи реверсивного устройства турбореактивного двигателя во внешнем потоке

- при изменении угла установки лопаток относительно продольных ребер до величины в = 450 коэффициент расхода решетки увеличивается на 6,2 %, по сравнению с решетками с углом установки лопаток относительно продольных ребер в = 900;

- при изменении угла установки лопаток относительно продольных ребер до величины в = 450 относительная осевая составляющая импульса уменьшается до величины 0,494 по сравнению с решетками с углом установки лопаток относительно продольных ребер в = 900.

На основе математического моделирования и экспериментального исследования получены новые данные о структуре рассматриваемого турбулентного течения:

- получена зависимость изменения параметров в окружном направлении по координате ц для различных геометрических параметров секторной струи. Экспериментально определено значение координаты ц0, до величины которой параметры струи не изменяются;

- исследована затопленная струя и показано соответствие изменения параметров затопленной секторной струи известным в литературе закономерностям;

- выявлено влияние формы сопла на искривление секторной струи потоком при различных геометрических параметрах. Установлено, что продольный размер сопла д0 в значительной степени определяет характер искривления струи потоком, в то время как величина центрального угла сопла и0 практически не оказывает влияния на изменение траектории струи;

- исследована пространственная структура течения секторной струи в потоке, показана автомодельность течения по профилю скорости. Установлено, что безразмерный профиль скорости в задней части струи должен быть рассчитан с учетом скорости в зоне обратных токов;

- показано, что изменение боковой границы секторной струи, распространяющейся в потоке, имеет зависимость близкую к линейной с постоянной величиной угловой координаты ц.

Проведено сопоставление полученных экспериментальных результатов по определению траектории струи с расчетными зависимостями других авторов для квадратной и кольцевой формы сопла. Показано их удовлетворительное соответствие.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ОСНОВНЫМ ПОЛОЖЕНИЯМ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Варсегов В. Л. Интегральный метод расчета струи реверсивного устройства ТРДД, взаимодействующей с внешним потоком. / Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. - Казань: КГТУ, 2010, № 2.

Статьи, опубликованные в других изданиях:

2. Варсегов В. Л. Количественные характеристики попадания выхлопных газов различной плотности в воздухозаборник реверсированного турбореактивного двигателя / Ахтямов З. В., Варсегов В. Л., Гилязов М. Ш. // Испытания авиационных двигателей. - Уфа: УАИ им. С. Орджоникидзе, 1981, выпуск 9. - с. 130-134.

3. Варсегов В. Л. Исследование на модели реверсированного ТРД размеров зон рециркуляции и попадания выхлопных газов / Гилязов М. Ш., Высокогорец М. М., Варсегов В. Л. // ДО № 5844, Организация п/я А-1420 МРС «ТТЭ», серия «А», 1984, выпуск 06.

Тезисы докладов:

4. Варсегов В. Л. Спецтема / Костерин В. А., Гилязов М. Ш., Ахтямов З. В., Варсегов В. Л., Высокогорец М. М. // II Всесоюзная научно-техническая конференция «Современные проблемы двигателей и энергетических установок летательных аппаратов». - М.: МАИ, 1981 г.

5. Варсегов В. Л. Исследование (на моделях) внешней аэродинамики выхлопных струй и всасывающих факелов турбореактивных двигателей вблизи ВПП / Гилязов М. Ш., Костерин В. А., Высокогорец М. М., Ахтямов З. В., Варсегов В. Л., Хабибуллин М. Г., Мингалеев Ф. М. // Научно-техническая конференция. - Казань, КАИ, 1981.

6. Варсегов В. Л. Определение оси струи, вытекающей из сопла в форме сегментного окна в сносящий поток / Варсегов В. Л., Гилязов М. Ш., Каховский К. В., Мингалеев Г. Ф. // Научно-техническая конференция по итогам работы за 1983-1984 год. - Казань: КАИ, 1985.

7. Варсегов В. Л. Теоретическое и экспериментальное исследование турбулентной струи в сносящем потоке / Варсегов В. Л., Гилязов М. Ш., Мингалеев Г. Ф. // Научно-техническая конференция по итогам работы за 1983-1984 год. - Казань: КАИ, 1985.

8. Варсегов В. Л. Экпериментальное исследование реверсивной струи в потоке / Варсегов В. Л., Гилязов М. Ш., Мингалеев Г. Ф. // IX научно-техническая конференция Казанского ВВКИУРВ имени маршала артиллерии М. Н. Чистякова.- Казань: КВВКИУРВ, 1985.

9. Варсегов В. Л. Исследование распространения реверсивных струй различной формы в сносящем потоке на моделях ТРД / Варсегов В. Л., Гилязов М. Ш., Мингалеев Г. Ф., Каховский К. В. // III Всесоюзная научно-техническая конференция «Современные проблемы двигателей и энергетических установок летательных аппаратов». - М.: МАИ, 1986.

10. Варсегов В. Л Влияние геометрии сопла на распространение секторной струи в потоке / Варсегов В. Л., Гилязов М. Ш., Каховский К. В. // Научно-техническая конференция по итогам работы за 1985-1986 год. - Казань: КАИ, 1987.

11. Варсегов В. Л. Исследование развития турбулентной струи в потоке / VI Всесоюзная школа-семинар «Современные проблемы газодинамики и тепломассообмена и пути повышения эффективности энергетических установок». - М.: МВТУ им. Н. Э. Баумана, 1987. - с. 19 (доклад отмечен дипломом).

12. Варсегов В. Л. Исследование течения секторной струи в потоке применительно к задачам внешней аэродинамики турбореактивных двигателей, работающих в режиме реверсирования тяги / Варсегов В. Л., Гилязов М. Ш. // Выездное заседание бюро секции научного совета АН СССР по проблеме «Теплофизика и теплоэнергетика». - Казань, 1987.

13. Варсегов В. Л. Исследование течения выхлопных струй реверсированного двигателя при различных формах реверсивных окон / Варсегов В. Л., Гилязов М. Ш. // Всесоюзная конференция «Организация рабочего процесса в форсажных камерах сгорания и выходных устройствах ВРД» по программе «Полет». - Казань, 1987.

14. Варсегов В. Л. Экспериментальное исследование пространственной структуры течения струи различной формы в потоке / Варсегов В. Л., Гилязов М. Ш. // Научно-техническая конференция по итогам работы за 1987-1988 год. - Казань: КАИ, 1989.

15. Варсегов В. Л. О характерном размере, определяющем течение струи в потоке / Варсегов В. Л., Гилязов М. Ш., Кокшаров Н. Л. // Научно-техническая конференция по итогам работы за 1987-1988 год. - Казань: КАИ, 1989.

16. Варсегов В. Л. Исследование течения турбулентной струи в поперечном потоке / I республиканский научно-технический семинар молодых ученых и специалистов «Актуальные вопросы использования достижений науки и техники в народном хозяйстве». - Казань, 1989. - с. 55-56.

17. Варсегов В. Л. Математическое моделирование течения реверсивного потока, вытекающего из реверса наружного контура ТРДД, в условиях внешнего обдува / II Межотраслевая научно-техническая конференция «Проблемы газовой динамики двигателей и силовых установок». - М.: ЦИАМ им. П. И. Баранова, 1990 (доклад отмечен дипломом).

18. Варсегов В. Л. Интегральный метод расчета секторной струи в потоке / Всероссийская научно-техническая конференция «Техническое обеспечение создания и развития воздушно-транспортных средств (экранопланов и сверхлегких летательных аппаратов)». - Казань: КГТУ им. А. Н. Туполева, 1994.

19. Варсегов В. Л. Численное исследование процесса прилипания струи, распространяющейся в поперечном потоке, к поверхности / Внутрикамерные процессы, струйная акустика и диагностика. Тезисы докладов на научно-техническом семинаре 25-27 мая 1994 года. - Казань: КВВКИУРВ им. М. Н. Чистякова, 1994. - с. 67-68.

20. Варсегов В. Л. Оценка величины обратной тяги и расходных характеристик модельных решеток реверсивного устройства ТРД / Варсегов В. Л., Гилязов М. Ш., Хабибуллин М. Г. // VII научно-технический семинар «Внутрикамерные процессы в энергетических установках и струйная акустика» Казанского ВВКИУРВ имени маршала артиллерии М. Н. Чистякова. - Казань: КВВКИУРВ им. М. Н. Чистякова, 1995. - с. 45.

21. Варсегов В. Л. Определение характеристик воздушной подушки, образованной замкнутой периферийной щелевой турбулентной газовой струей / Варсегов В. Л., Шалаев Г. М., Гилязов М. Ш., Сайфеев С. У. // IХ научно-технический семинар «Внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика» Казанского ВВКИУРВ имени маршала артиллерии М. Н. Чистякова. - Казань: КВВКИУРВ им. М. Н. Чистякова, 1997. - с. 62.

22. Варсегов В. Л. Интегральный метод расчета секторной струи в потоке / Всероссийская научно-техническая конференция «Информационные технологии в науке, образовании и производстве». - Казань: КГТУ им. А. Н. Туполева, 2007. - с. 66-69.

23. Варсегов В. Л. Оценка величины обратной тяги и расходных характеристик модельных решеток РУ / Варсегов В. Л., Гилязов М. Ш. // Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики. Материалы V Всероссийской научно-технической конференции. Том 1. - Казань: КГТУ им. А. Н. Туполева, АНТЭ, 2009. - с. 288-293.

Авторские свидетельства:

24. Варсегов В. Л. Устройство для защиты двигателя летательного аппарата вертикального взлета и посадки. № 1018471 / Высокогорец М. М., Гилязов М. Ш., Ахтямов З. В., Варсегов В. Л. 1983.

25. Варсегов В. Л. Реверсивное устройство. № 1302787 / Мингалеев Г. Ф., Варсегов В. Л., Акулов Э. Г. 1986.

26. Варсегов В. Л. Способ защиты входного устройства турбореактивного двухконтурного двигателя от попадания реверсивного потока и реверсивное устройство. № 1718581 / Варсегов В. Л., Гилязов М. Ш., Мингалеев Г. Ф. 1991.

Патенты:

27. Варсегов В. Л. Входное устройство газотурбинного двигателя. № 2018467 / Варсегов В. Л., Гилязов М. Ш., Мингалеев Г. Ф. 1994.

28. Варсегов В. Л. Отопительное устройство. № 2134844 / Волков И. Н., Варсегов В. Л., Щукин Ф. В. 1999.

Свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ:

29. Варсегов В. Л. Программа расчета течения турбулентной неизотермической струи в равномерном безграничном потоке, натекающем на струю под углом. № 920126. 1992.

30. Варсегов В. Л. Программа расчета течения выхлопных потоков реверсированного ТРДД в условиях внешнего обдува. № 920127. 1992.

Автор выражает глубокую благодарность к. т. н. доценту Гилязову М. Ш. за помощь и консультации при выполнении работы.

Размещено на Allbest.ru