TY - JOUR

T1 - ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЭРОЗИОННОГО ИЗНОСА ЛОПАТОК КОМПРЕССОРА НА ЕГО ИНТЕГРАЛЬНЫЕ И ЛОКАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

AU - Блинов, Виталий Леонидович

AU - Зубков, Илья Сергеевич

AU - Дерябин, Глеб Алексеевич

PY - 2024

Y1 - 2024

N2 - Одними из ключевых задач при эксплуатации газотурбинных установок (ГТУ) являются оценка, контроль и прогнозирование технического состояния их узлов и элементов. В связи с этим различные прогностические системы, использующие статистические, экспериментальные и расчетные данные об изменении характеристик осевого компрессора (ОК) из-за возникающей эрозии, становятся весьма востребованными. В настоящей работе представлено описание подхода к созданию моделей эрозионно изношенных лопаток на основе статистической информации, находящейся в открытом доступе, об отказах установок вследствие эрозии лопаточного компрессора. Предложен математический аппарат задания степени износа лопаток, внесения изменения хорды эродированного профиля и учета неравномерности износа по высоте лопатки. Описана постановка задачи исследования влияния степени и характера эрозии на параметры работы компрессорной ступени численными методами. Представлены итоги промежуточных исследований по сравнению различных геометрических моделей эрозии и оценка их применимости для поточных расчетов при создании прогностической модели. Получены результаты расчетов трансзвуковой компрессорной ступени при различной степени эрозии ее лопаточного аппарата в широком диапазоне режимов работы и проанализирован выявленный характер деградации ее интегральных и локальных характеристик. При изучении различных степеней эрозионного износа для рассмотренной ступени установлено, что наличие эрозии приводит к снижению степени повышения давления до 3.31%, отношения температур до 1.55%, адиабатического КПД до 1.15% (абс.) и массового расхода по границе запирания ступени до 1.26%. При уменьшении частоты вращения ротора влияние износа уменьшается, а для изодромы (линии постоянной частоты вращения) 70% изменения интегральных характеристик не превышают 0.10%. В работе кратко обозначены возможные методы анализа результатов для построения зависимостей между степенью эрозионного износа и изменением интегральных характеристик компрессора, а также перспективные направления развития исследований.

AB - Одними из ключевых задач при эксплуатации газотурбинных установок (ГТУ) являются оценка, контроль и прогнозирование технического состояния их узлов и элементов. В связи с этим различные прогностические системы, использующие статистические, экспериментальные и расчетные данные об изменении характеристик осевого компрессора (ОК) из-за возникающей эрозии, становятся весьма востребованными. В настоящей работе представлено описание подхода к созданию моделей эрозионно изношенных лопаток на основе статистической информации, находящейся в открытом доступе, об отказах установок вследствие эрозии лопаточного компрессора. Предложен математический аппарат задания степени износа лопаток, внесения изменения хорды эродированного профиля и учета неравномерности износа по высоте лопатки. Описана постановка задачи исследования влияния степени и характера эрозии на параметры работы компрессорной ступени численными методами. Представлены итоги промежуточных исследований по сравнению различных геометрических моделей эрозии и оценка их применимости для поточных расчетов при создании прогностической модели. Получены результаты расчетов трансзвуковой компрессорной ступени при различной степени эрозии ее лопаточного аппарата в широком диапазоне режимов работы и проанализирован выявленный характер деградации ее интегральных и локальных характеристик. При изучении различных степеней эрозионного износа для рассмотренной ступени установлено, что наличие эрозии приводит к снижению степени повышения давления до 3.31%, отношения температур до 1.55%, адиабатического КПД до 1.15% (абс.) и массового расхода по границе запирания ступени до 1.26%. При уменьшении частоты вращения ротора влияние износа уменьшается, а для изодромы (линии постоянной частоты вращения) 70% изменения интегральных характеристик не превышают 0.10%. В работе кратко обозначены возможные методы анализа результатов для построения зависимостей между степенью эрозионного износа и изменением интегральных характеристик компрессора, а также перспективные направления развития исследований.

UR - https://www.elibrary.ru/item.asp?id=65633959

U2 - 10.56304/S0040363624050035

DO - 10.56304/S0040363624050035

M3 - Статья

SP - 74

EP - 86

JO - Теплоэнергетика

JF - Теплоэнергетика

SN - 0040-3636

IS - 5

ER -