НЕСТАЦИОНАРНЫЕ И ОСРЕДНЕННЫЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА РАБОЧИЕ ЛОПАТКИ РАЗНОЙ ГЕОМЕТРИИ

Лопатки современных осевых турбинных ступеней являются высоконагруженными деталями. Повышенные динамические напряжения в материале лопаток могут приводить к их усталостным поломкам. Источником динамических напряжений в лопатках являются переменные аэродинамические силы, оценка которых должна производиться на этапе проектирования. В статье рассматривается влияние основных геометрических параметров осевой ступени на осредненные и нестационарные аэродинамические нагрузки, действующие на рабочие лопатки. В частности, рассматривается влияние межвенцового осевого зазора, отношения шагов, относительной длины лопатки. Сравниваются и сопоставляются некоторые результаты зарубежных исследований и собственные результаты авторов, полученные численно-расчетными методами вычислительной газодинамики (с помощью пакета Ansys CFX). В качестве объектов исследования выбраны две модельные осевые ступени Кафедры турбин, гидромашин и авиационных двигателей СПбПУ, которые различаются между собой отношением среднего диаметра к высоте лопатки и величиной межвенцового осевого зазора.