автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.12, диссертация на тему:Аэродинамическое совершенствование малоразмерных турбин с помощью повышения эффективности пневмоприводов

ГОСУДАРСТВЕ!«. ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи УДК 621.434

СЕМАШКО Петр Владимирович

АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МАЛОРАЗМЕРНЫХ 'ТУРШН С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЭШКГИВНОИИ ПНЕВМОПРИВОДОВ

Специальность 05.04.12 - Турбомашкы и турбоусгановки

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1994 "

' Работа выполнена в Нижегородском государственном техническом университете на кафедре "Судовые энергетические установки к .теплотехника."

_Научные руководители: доктор технических наук, профессор

|И.В.Котляр1, кандидат технических наук, доцент Ю.П.Кузнецов.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Б.А.Рассохин, кандидат технических наук, доцент А.С.Лс-тров.

Ведущая организация: Акционерное Общество "Горьковский автомобильный завод." г.Нижний Новгород.

Защита состоится 1994 г. в 'с? часов

на заседании специализированного совета К 063.38.23 в Санкт-Петер бургском государственном техническом университете по адресу: 195251, Санкт-Петербгург, Политехническая ул., д.29, учебный корпус, ауд. .

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке университета.

Автореферат разослан "IV" 1994 г. -

Учёный секретарь специализированного совета, доктор технических наук, прЬ-фессор:

А.С.Ласкин

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОШ ■

Актуальность проблемы. Турбины мощностью от десятков ватт до нескольких киловатт и диаметром до 100 км, называемые обычно малоразмерными, широко применяются в качестве приводных двигателей в энергоузлах космических и подводных аппаратов, в гелиевых и водородных турбодетендерах, в агрегатах наддува ДВС, в шавмоинсг-руыенте и в других высокооборотных механизмах.

Одним из путей повышения к.п.д. таких турбин является совершенствование их проточной части. Однако проектирование сопловых аппаратов (СА) и рабочих колес (РК) затруднено вследстт--.?о отсутствия универсальных методов расчета и недостаточным объемом экспериментальных данных. Конструкция ступеней малоразмерных турбин (МРТ) имеет ряд специфических особенностей (малый средний диаметр, большая тангенциальная протяженность лопаток, увеличенная относительная толщина кромок и т.д.), что не позволяет распространять на них известные методы проектирования решеток без соответствующей доработки.

Другим путем повышения эффективности МРТ является применение специальных кинематических схем, однако в литературе имеются данные в основном по исследованию только осевых двухвенечных турбин, а такке ступеней с повторным подводом газа, возможности которых ограничены.

Таким образом, исследование основных характеристик МРТ и разработка методов их расчета, рациональный выбор схемы ступени и совершенствование элементов проточной части представляет собой актуальную задачу, имеющую важное практическое значение.

Объектом данного исследования являются ступени осевых MPT, а также турбины специальных схем.

Целью диссертационной роботы является повышение энергетической эффективности МРТ на основе всестороннего изучения физической картины течения газа в турбине, разработка математической модели течения в решетках РК и поиска конструктивных методов снижения потерь энергии, рационального выбора схемы ступени.

Определены следующие задачи исследования: .

- разработка типоразыерного ряда сопловых и рабочих решеток МРТ со сравнительно высокой эффективностью и принципов конструирования турбин рассматриваемого класса;

- разработка на основе математической теории эксперимента (ЫТЭ) метода тасчета потерь в лопатках РК;.

- повышение эффективности и надежности МРТ на базе применен специальных кинематических схем.

Методы исследования. Решение поставленных задач осуществлялось с помощью обобщения результатов других авторов, экспериментального исследования МРТ, теоретического и статистического анализа полученных реоультатов. Планирование и обработка результатов исследований выполнены методами ШЭ, расчеты проводились с применением стандартных программ математического обеспечения.

Научная новизна. I. Разработан метод экспериментального определения интегралышх аэродинамических характеристик решеток СА и РК в условиях работающей ступени, обеспечивающий повышенную точность результатов.

2. Применение метода визуализации потока позволило выявить особенности течения газа в межлопаточных: каналах турбинных решеток, необходимых для их аэродинамического совершенствования.

3. На основе экспериментальных исследований и визуализации потока разработан ноеый типоразмеркый ряд аэродинамически совершенных профилей СА и РК.

4. Разработана математическая модель для определения коэффициента потерь энергии в рабочем колесе и угла выхода потока.

5. На основе проведенных исследований проведены работы по повышению эффективности и надежности турбопривода путем применения специальных кинематических схем.

Достоверность научных результатов обоснована: статистической обработкой экспериментальных данных с оценкой погрешности измерения и адекватности результатов; сравнением полученных результатов с данными других авторов.

Практическое значение -работы. I. На базе разработанного закона профилирования сопловых и рабочих решеток МРТ спроектирован и изготовлен типоразмерный ряд осевых ступеней с широким диапазоном измерения конструктивных и режимных параметров. Их эффективность по сравнению с традиционными ступенями повышена на величину: = 15...20*.

2. На базе МТЭ получена математическая модель РК малоразмерной ступени для определения коэффициента потерь энергии.

3. Разработана серия ступеней специальных кинематических схем для малогабаритных пневмомазшн,' выпускаемых крупными сериями. Применение таких турбин позволило повысить к.п.д. при и/С^т 0,15... 0,3 на величину = 15. ..18%; при этом параметр , соответствующий холостому ходу, снижен на 30...46%.

4. Создан типоразмерный ряд пневмоинструмента, конструкции которого защищены патентами и авторскими свидетельствами.

Личный вклад автора. Все материалы были получены либо автором, либо при его непосредственном участии.

Автор защищает: методологию экспериментальных исследований малоразмерных турбин, полученные результаты, разработанные типо-размерные ряды профилей СА и РК и методы повышения эффективности малоразмерных турбин путем применения специальных кинематических схем.

Реализация в промышленности. Результаты исследований использованы в работах по созданию малогабаритных турбомашии. Созданный типоразмерный ряд пневмомашин с турбоприводом внедрен на предприятиях машиностроительного комплекса. Машины экспонировались на международной выставке в Польше, в Лицезионторге, на СССР (автор награвден бронзовой медалью) и внедрены на ПО "¿Машиностроительный завод", Ю "Теплообменник", телевизионном заводе, Ш§ "Шев-тур" Волго-Камском институте технологии судостроения (Н.Новгород), заводе "Контур" (Чебоксары), Арзамасском приборостроительном заводе, Институте сверхтвердых материалов АН Украины (г. Киев).

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы создания новой техники для освоения шельфа", Горький,:.1966 г.; Российской научно-технической конференции "Повышение эффективности и надежности судовых энергетических установок", Владивосток, 1985 г.; научно-технической конференции Волго-Камсного правления , НТО имени академика А.Н.Крылова "Актуальные задачи теории и практики отечественного судостроения", Горький, 1987 г.; на заседании секции Научного совета ГКНТ СССР "Разработка методов и средств активной диагностики топочного процесса, снижения вредных выбросов в атмосферу и повышения надежности работы энергетических агрегатов", Горький, 1983 г.; Всесоюзной межвузовской конференции по газотурбинным-и комбинированным установкам, М., 1991 г.; Российском симпозиуме по трибологии с международным участием, Самара, 1993 г.; научно-технической сессии по проблемам газовых турбин, Рыбинск, 1993 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано более 10 статей, получено 8 патентов, авторских свидетельств.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, , шести глав и заключения. Общий объем работы составляет 203 стра-

ниц, в том числе 16$ рисунков, 3 таблиц. Список использованных источников включает наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, определены основные направления исследований.

В первой главе изложены результаты обзора литературы по изучаемой проблеме. Выявлены основные конструктивные и режимные особенности МРТ: повышенные нагрузки и перепады давления на ступень, пониженные значения расхода газа и, вследствие этого, малая относительная высота лопаток; большие величины относительных зазоров, выходных кромок лопаточных аппаратов и т.д. Проведено обоснование применения различных типов одно- и двухвенечных ступеней, рассмотрены специальные схемы турбоприводов, выявлены их достоинства и недостатки. Анализ известных методик профилирования позволил выбрать базовые зависимости для профилирования турбинных решеток. Сделаны предварительные выводы об основных влияющих геометрических и режимных параметрах ступени.

Проведен выбор метода исследования потерь в малоразмерных турбинных ступенях. Показано, что полуэмпирические методики их определения для МРГ неприемлемы, так как разделение потерь на профильные, концевые, кромочные и т.д. в микроканалах невозможно. Признано целесообразным определить суммарные потери в решетке PII методами М1Э.

Б конце раздела проведен анализ известных конструктивных методов совершенствования турбинной ступени. Поставлены цели и сформулированы задачи данного исследования, определены пути их реализации.

Во второй, главе представлены разработанные в лаборатории ГВД НГТУ экспериментальные установки и технологическое оборудование для изготовления МРТ. Экспериментальный стенд позволяет определить: мощность л/i и к.п.д. £ ступени, среднеинтегральные характеристики СА: xÂ/c , f , и-РК: ft , Основной отличительной особенностью стенда является црименение газостатических подвесов измерительных узлов, полностью исключающих трение покоя и обуславливающих высокую чувствительность установки. Относительная систематическая ошибка измерений в большинстве опытов не превышает 1%.

Установка для визуализации газового потока позволяет изучать физические явления в проточной части ступени.

Технологическое оборудование позволяет изготовить плоские и кольцевые решетки СА и РК с цилиндрическими и объемно-веерными лопатками.

Третья глава посвящена экспериментальному исследованию СА и визуализации потока в межлопаточном канале. На первом этапе исследования при проектировании ступеней МРТ были исгользованы соотношения для геометрических характеристик профиля и решетки, полученные М.Х.Мухтаровым и В.И.Кричакиным на основе статистической обработки данных аэродинамически совершенных профилей. Установлено, что на потери в СА наибольшее влияние оказывают: геометрический угол U/г , относительная высота лопатки ¿е = ¿с/$е ; относительная хорда ¿с =■ ¿с /Dcp , характеризующая окружную протяженность лопаток СА; приведенная скорость потока на выходе из СА

Серия экспериментов показала общий невысокий уровень эффективности сопловых решеток.

Картины визуализации потока в межлопаточном канале позволили установить, что при дозвуковом тбчении наблюдается плавное обтекание лопатки и практически равномерная окраска снимка с небольшим сгущением в области кромочного следа. Измерение углов потока на моментомере показало, что на этих ренимах эффективный угол выхода практически соответствует геометрическому углу решетки СА. Дри увеличении ^ на визуальной картине потока появляется ярко очерченный кромочный след, который сохраняет свою форму практически по всей длине снимка. Одновременно начинают появляться поперечные полосы темной окраски, которые одним концом опираются на спинку лопатки, другим' - на кромочный след. Судя по характеру окраски и форме этой зоны можно предположить, что такой характер отпечатка соответствует отрывному течению. Угол выхода потока с увеличением перепада давлений меняется очень сильно, причем в большинстве случаев, достигая предельного значения, в 3...6 раз превышающего о£/г , увеличиваться практически перестает.

Анализ результатов визуализации на выходе из СА и исследования на моментомере выявили недостатки традиционного метода профилирования лопаток. На основании этих исследований разработан ти-поразмернкй ряд профилей с усиленным управляющим воздействием на

'¿■с/} •

'¿■с/} •

Исследовались СА осевых МРТ_с наружным диаметром_ В=> 35 мм и диапазоном измерения: 4 = 0,087...0,247; 4=0. 0,524; 8...20°; <Г<<^)= 1,78...4,93.

а»

поток, в котором длина выходного участка приблизительно вдвое больше ширины горла его проходного сечения. Чертеж профиля о(/г =• 16° приведен на рис. I. Эксперимент показал, что оптимальный результат достигается в ступени с СА, относительный шаг которого ¿с/¿с = 0,93 (рис. 2). Визуализация потока, проведенная в решетке с оптимальным относительным шагом, показала на хорошее формирование линий тока, отсутствие сильных скачков и срывных явлений.

Сравнительные зависимости ¿>с ступени, имеющей в

своем составе СА нового типоразмерного ряда, с зависимостями для традиционных ступеней МРТ показало, что в до- и околозвуковой областях к.п.д. такой ступени ниже, чем к.п.д. ступени с обычным СА; это мокно объяснить повышенными потерями на трение в решетке и кромочными потерями. При перепаде <Т, = РС /Qcm = 2,3 эффективность лопаточных решеток с удлиненной выходной кромкой выравнивается с эффективностью традиционных сопловых решеток MPТ. При боль-и ем перепаде внутренний к.п.д. турбопривода с СА значительно выше, чем к.п.д. МРТ с традиционными сопловыми решетками.

Основное отличие вновь разработанных сопловых решеток от базовых заключается в том, что длина выходного участка не уступает ширине горла проходного сечения. При этом относительное повышение внутреннего к.п.д. ступени составило 3...10% в диапазоне изменения перепада давления на ступени от 2 до 5.

Четвертая глава посвящена разработке математической модели течения газа в РК. С целью снижения числа определяющих факторов были наложены ограничения на закон профилирования лопаток. В качестве первого приближения были приняты статистические зависимости, разработанные Ыухтаровым и Кричакиным, связывающие основные параметры профиля и решетки с геометрическими углами ^Р/r и при которых в полноразмерных турбинах обеспечиваются суммарные потери.

Б результате проведенных исследований по визуализации штока газа были внесены изменения в принцип профилирования, на основании которых .разработан новый типоразмерный рад рабочих лопаток. На основании предварительных исследований были исключены из числа определяющих факторы, мало влияющие на потери в исследуемых ступенях (относительные толщины крмок профиля выбираются минимально возможными из технологических соображений, число fie - в области автокод ельности). Таким образом, при принятых ограничениях число определяющих факторов, влияющих на коэффициент потерь энергии ¿р и эффективный угол выхода потока уменьшено до четырех и уста-

о

а'.

Рис. £ . Профиль лопатки соплового аппарата с удлиненной выходной частью

1)са ~

в " 8 мп

Рис. 2 .. Решетка профилей лопаток соплового аппарата с

удлиненной выходной часгью и шагом: = 0,93

новлен диапазон их изменений: ¿/> = = 0,254...0,746;

4 = 6р/Дср = 0,116...0,244; = 6...26°; •>? />* = 0,82. ..1,18. В соответствии с потавленной задачей объектом исследования были РК активного типа (.^/г'^гг), работающие в режиме безударного входа потока ( /= 0) при 4/й* = 0,3 = ¿¿ет

Основой для разработки математической модели послужил ротато„ бельныЯ центрально-композиционный план второго порядка, состоящий при четырех факторах их 31 опыта. Результат исследований представлен в виде полинома второго порядка:

/ = *' Р<*< (I)

где К - число факторов;

ц - соответственно с,о или ;

Лу- параметры решетки в кодированном виде:

л - 0,5 ~ 0Д8 А<" —ТГТ^--л>--

0,123 4 0,032

Мг - 16° о -

5° ♦ 0,09 (2)

Уравнение регрессии для основных аэродинамических характеристик РК, состоящие только из статически значащих факторов, имеет вид:

- для коэффициента потерь энергии

£ = 0,423 + 0,0631^ - 0,0375Х2 - 0,0641Х3 + 0,0482Х4 -

- 0,0063X^3 - 0,0032X2X3 - 0,0037Х2Х4 + 0,0039Х3Х4 +

+ о.ома^2 + 0,0073Х§ - 0,005х| (3)

- для угла выхода потока из РК

Д, = 20,2 + 0,8833Х| + 5,017Хз + 0,20ЁК4 - О.ОбХ^ -

- 0,0375X2^ ' (4)

Анализ зависимости (3) позволил сделать следующие выводы по влиянию факторов (2) на :

I) зависимости коэффициента потерь в РК от исследуемых параметров носят вполне традиционный характер: монотонно снижается при увеличении относительной высоты /ёр ,' относительной ширины вр /Мер > угла лопаток ^¿г и монотонно повышается при увеличении приведенной скорости потока на входе в лопатки Л/м ;

2) квадратичные составляющие влияния параметров на невелики; коэффициент 4м по г? -критерию незначим, следовательно, зависимость (¿р) в пределах факторного пространства носит линейный характер;

3) разные знаки линейных и квадратичных членов уравнений (3) при факторах: Хр Хд; Х^ свидетельствуют о том, что увеличение Аг^ £Р/6р ; приводит к ослаблению их влияния на потери в РК;

4) незначимость коэффициентов ¿а и по £ -критерии позволяет сделать вывод о взаимонезависимости влияния на относительных высоты и ширины лопаток: ¿/>/4° и ¿р /Л?ср , а также относительной высоты лопаток и приведенной скорости потока ;

5) увеличение ослабляет зависимость от угла так же как и увеличение ^¿г ослабляет зависимость от £р /¿р (коэффициент ); *

6) увеличение ослабляет влияниз на угла и приведенной скорости -Ям ; вместе с этим увеличение как

так и ослабляет влияние ¿¡р/Мер на (коэффициенты

¿гь и <£»?);

7) увеличение угла .уА*- усиливает влияние приведенной скорости «Л*. на ¿.р , так же как и увеличение -Л», усиливает влияние на (коэффициент ¿з* ).

Как и ожидалось, превалирующее влияние на угол выхода потока ^Ргз оказывает форма профиля лопаток РК. Кроме того, нес-

колько увеличивается при повышении и -^/ь/ (коэффициенты

и ) при фиксированной величине угла лопаток . Коэффициенты квадратичньк взаимодействий уравнения (4) по t -критерию оказались незначимыми, т.е. зависимости (£р) , ^гэ С-Я'") носят линейный характер. Величина относительной ширины не оказывает непосредственного влияния на угол потока, так как коэффициент ¿г по / -критерию признан незначимым. Однако, увеличение £р/1)ср приводит к некоторому ослаблению влияния на угол потока [¿¡г» относительной высоты £р/£р и приведенной сок-рости Л/V/ (коэффициенты 6а и ¿г* ).

Полученное выражение (4) позволяет с достаточной точностью рассчитать величину угла потока на выходе из ступени, необходимую' для определения потерь энергии с выходной скоростью потока •

Блеете с полученными ранее выражениями для потерь в СА и потерь от парциальности зависимости (3), (4) могут быть использованы в оптимизационных расчетах ступеней МРТ.

Пятая глава посвящена повышению энергетической эффективности МРТ на основе предыдущих исследований путем применения двухвенеч-ных ступеней специальных схем. При их создании преследовались две основные цели:

- повышение к.п.д. по сравнению с центробежной турбиной, размещенной в тех же радиальных габаритах, в диапазоне изменения с ко-* ростной характеристики U/Cui о 0,15. ..0,3;

- снижение частоты вращения холостого хода;

- возможность изготовления СА и Ш при производстве массовыми сериями путем литья под давлением в разъемных прессформах.

Вопрос эффективности применения ступеней специальных схем рассмотрен на примере разработки компактного турбинного привода с наружным диаметром: jO кар# = 50 мм, при перепаде давлений: ¿К = Ро/Ргет и 5. В хода исследований разработано два типа двухвенеч-ных ступеней:

- центробежно-центростремительная ступень со сверленным радиальным промежуточным направляющим аппаратом (ША) (рис. 3);

- ступень с центробежным и осевым венцами.

ША двухвенечной ступени (рис. 4, 5) включает в себя радиальные центробежные лопатки б, размещенные на выходе потока из первого венца; радиальные центростремительные лопатки 7, размещенные на входе потока во второй венец; цилиндрические отверстия 10, которые соединяют центробежные 8 и центростремительные 9 каналы, образованные, соответственно, лопатками б и 7. Во время работы ступени активный поток попадает из каналов 8 а каналы 9 без вне-загшьос поворотов или сужений сечения. При этом на выходе в лопатки центростремительного венца РК 4 газ имеет радиальное направленна течения, что делает минимальными потери от утечки потока в зазоре над лопатками второго венца ступени. По сравнению с центробежной ступенью, размещенной в тех же радиальных габаритах при

U/Сиз ш 0,18,..0,2 к.п.д. повышен на 12...15$. При этом величина ( l//Ct,3 )„ „ уменьшена на 35...40$.

Л • А ♦

Применение второго осевого венца повышает средний диаметр РК в заданных габаритах и, следовательно, снижает частоту вращения холостого хода турбопривода. Осевые венцы ША и РК центробежно-осевой ступени спроектированы с увеличенным относительным шагом лопаток, что обеспечивает возможность изготовления их в разъемных прессформах.

В результате сравнения характеристик & - /(¿//¿из) ИСпы-

Л

Рис. 3 • Схема радиальной центробежно - центростремительной ступени I - сопловой аппарат; 2 - рабочее колесо; 3 - цвнтрабчниий лопаточный венец РК; 4 - центростремительный тенац Ж; 5 -промежуточный направляющий.аппарат; 6,7 - лопатки промежуточного направляющего аппарата; 8 - центробежный канал; У -центростремительный канал; 10 - отверстие

Рис. 4 . Проме,куточны^_напРавляЮ1Ций аппарат.Центробежная сторона

Ркс. 5 . Промежуточный направляющий аппарат. Центростремительна/

сторона ,

тайных ступеней с характеристиками одновенечных МРТ выявлено следующее:

.- использование ступеней специальных кинематических схем позволило снизить скоростной коэффициент ^ /Сиз , соответствующий холостому ходу, на 30.. .405? по сравнению с одновенечной турбиной;

- к.п.д. данных ступеней в диапазоне ¿S/Ct/з = 0,15...0,8 больше, чем к.п.д. турбины с одним рабочим венцом на величину до 12... 15^;

- к.п.д. центробакно-центростремительной ступени болы:®, чем к.п.д. с центробежным и осевым венцами на 5...7% во всем диапазоне изменения параметра ¿//Сиз ; при этом ( ti/Сиз )х>х> цент-робежно-осевой турбины меньше на 10...12$.

В шестой главе рассмотрены вопросы разработки высокооборотных микротурбоприводов, при- создании которых были использованы результаты диссертационных исследований.

Заключение

В результате проведенных исследований были получены следующие научные и практические результаты:

1. Для малогабаритных турбоприводов разработан типоразмерный ряд сопловых и рабочих реизток МРТ с широким диапазоном изменения основных конструктивных параметров d, => 4.. .20°, j$t = 6.. .26°,

f/S = 0,25...0,75, J*, = 0,8...1,18.

2. На основе методов цатстагистики создана адекватная математическая модель течения газа в РК, вкгачекцая в себя зависимости для расчета аэродинамических характеристик: коэффициента потери энергии эффективного угла выхода штока из РК. Шлученшз уравнения могут применяться в оптимизационных расчетах.

На основе анализа математической модели решеток установлено влияние определяющих параметров на коэффициент потерь в решетке РК.

3. Разработаны экспериментальные методы исследования решеток

и ступеней малоразмерных турбин. Создан комплексный экспериментальный стенд, главной отличительной особенностью которого является применение газостатических подвесов измерительных узлов, что позволило полностью устранить в них трение покоя. Стенд обеспечивает-', частоту вращения исследуемой турбины до 250000 об/мин, при мощности до 2 кВт.

Разработанная специальная методика эксперимента и созданное для ее реализации исследовательское и технологическое оборудование

обеспечивают высокую точность изготовления моделей и определения измеряемых параметров и характеристик исследуемого класса турбин.. Относительная статистическая погрешность не превышает 1%.

Специально для исследования течения газа в решетках MFT.создан стенд для визуализации течения в проточной тати. ■

4. Проведена визуализация потока газа в межлопаточных каналах СА, спроектированных по традиционным методикам и нового разработанного типоразмерного ряда. На основании анализа картин, визуализации штока установлено:

при дозвуковом течении вблизи выходной кромки имеет место безотрывное обтекание лопаток; ' ' •

- при увеличении до 5 в сопловых каналах, спрофилированных по традиционной методике возникают срывные явления, снижающие оффективность СА и ступени в целом;

- угол потока с ростом значительно увеличивается (в ряде случаев на 30...50° при увеличении перепада давления с 2 до 5;

- в лопаточных решетках нового разработанного типоразмерного ряда профилей при изменении от I до 5 развитых срывных явлений не наблюдается.

5. Усовершенствован метод профилирования МЛК суживающихся сопловых аппаратов, обеспечивающий безотрывное течение при увеличении до 5. Проведенные исследования показали правильность выбранного подхода. В ступенях с усовершенствованным профилированием повышение к.п.д. достигает в том числе на сверхзвуковых скоростях.

6. Созданы специальные кин ематические схемы ступеней МРТ, предназначенные для повышения эффективности турбоприводов на низких частотах вращения С ^/^з = 2.. .3). Сконструированы и исследованы двухвенечная центробежно-центростремительная ступень, и ступень с центробежным и осевым венцами, особенностью которых является возможность изготовления их массовыми сериями. По сравнению с традиционными радиальными ступенями, которые также можно изготавливать в массовом производстве к.п.д. цри ^/C/j = 0,18... 0,2 повышен на 15...16^; при этом частота вращения холостого хода снижена на 30...40$.

7. На базе проведенных исследований создан ряд малогабаритных турбоприводов, в которых применены разработанные специальные кинематические схемы МРТ, защищенные патентами и авторскими свидетельствами.

Ц . ■

Результаты работы внедрены на предприятиях нескольких отраслей машиностроительного комплекса. Разработанные механизмы в настоящее время производятся на ПО "Машиностроительный завод", телевизионном заводе, 1Ш "Пневтур", Волжско-Камском институте технологии судостроения (г. Н.Новгород), заводе "Контур" (г. Чебок-гары), Арзамасском приборостроительном заводе и в институте сверхтвердых материалов Академии каук Украины (г. Киев).

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

I. КотлярИ.В., Гусаров С. А., Семашко IL.B., Кузнецов Ю.П. Стенд для исследования микротурбин с газостатическим подводом ротора и измерительных узлов // Проблемы повышения эффективности эле-меьтов судовой энергетики: Межведомст.сб.- Горький, 1982.-4 с. Z. Гусаров С.А., Семашко П.В., Ногтев, 1^знецов Ю.Д. Копироваль-

но-фрезерный станок // Машиностроитель.- 1988,- № 8.- 2 с. 3. Кузнецов Ю.П., Чуваков A.B., Семашко П.В. Исследование потерь энергии в сопловых решетках осевых малоразмерных турбин: Деп. в ЦНИИ "Румб", 1993. 1. ¡^знецов Ю.П., Чуваков A.B., Семашко П.В. Аэродинамическое совершенствование ступени на основе результатов визуализации течений в проточной части осевой малоразмерной турбины: Деп. в ЦНИИ "Румб", 1993. 5. Котляр И.В., Семашко Д.В., Кузнецов Ю.П. .Осевая газовая турбина: A.c. 1166553 (СССР), },» 3696889. Заявл. 03.02.84. >. Котляр И.В., Семашко П.В., Кузнецов Ю.П. Турбинный привод: A.c. 1248359 (СССР), № 3829983. Заявл. 19.12.84. Семашко П.В., Фомин В.Н., Кузнецов Ю.П., Кузнецов G.B. Регулируемая парциальная турбина: A.c. 1507980 (СССР), № 4I62I44. Заявл. 15.05.89.

3. Котляр И.В., Кузнецов Ю.П., Чуваков A.B., Семашко П.В. Турбинный лневмодыигатель: A.c. I809I29, Г01Д 21/02, 1993. Котляр И.В., Семашко П.В., Досов А.Н., Кузнецов Ю.П., Чуваков A.B. Экспериментальное исследование парциальных газовых турбин: Тез. докл. научно-технич. сессии по проблемам газовых турбин.-. Рыбинск, 1993.

[0. Кузнецов Ю.П.,. Химич В.Л., Чуваков A.B., Семашко П.В. Разработка специальных схем турбинных ступеней для привода малогабаритных агрегатов: Тез. докл. заседания большого совета П . раздела программы "Трансферные технологии d машиностроении", Саратов, 1993.