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

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИ К ГОСУДАРСТВЕЗЛ-Ш ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи УДК 621.434

СЕМАШКО Петр Владимирович

АЭРОДИШ,МЧЕСКОЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МАЮРАЗЛЕРНЫХ ТУРШН С ЦЕЛЬЮ' ПОВЫШЕНИЯ Э&ВЕКГИВНОСШ ПНЕВМОПРИВОДОВ

Специальность 05.04.12 - Турбомашины и турбоустановки

Автореферат

диссертации на соискание учено?, стапели кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1994

Работа выполнена в Нижегородском государственном техническом университете на кафедре "(рудовые энергетические установки и теплотехника."

_Научные руководители: доктор технических наук, профессор

|И.Б.Котляр1. кандидат технических наук, доцент Ю.П.%знецов.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор В.А.Рассохин, кандидат технических наук, доцент А.С.Петров.

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

Защита состоится "и/I 1994 г. в ■Л часов на заседании специализированного совета К 063.38.23 в Санкт-Петербургском государственном техническом университете по адресу: 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., д.29,учебный корпус, '

С диссертацией мокно ознакомиться в фундаментальной библиотеке университета.

Автореферат разослан

1994 г.

Учёный секретарь специализированного , совета, доктор техниче

фессор:

А.С.Ласкин

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОШ

Актуальность проблемы. Турбины мощностью от десятков ватт до нескольких киловатт и диаметром до 100 ¡.и, называемые обычно малоразмерным и, широко применяются в качестве приводных двигателей в энергоузлах космических и подводных аппаратов, в гелиевых и водородных турбодетендерах, в агрегатах наддува ДВС, в тешоинст-рументе 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 вследст^иге 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 толищна кромок и т.д.), что не позволяет распространять на них известные методы проектирования ршеток 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 также ступеней с повторным подводом газа, возмозшости 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 ваккое практическое значение.

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

Целью диссертационной работы 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 типоразмерного ряда сопловьк и рабочих решеток МРТ со сравнительно высокой эффективностью и принципов конструирования турбин рассматриваемого класса;

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

- повышение эффективности и надежности ЫРТ на базе применен,! специальных кинематических схем.

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

Научная новизна. I. Разработан метод экспериментального определения интегральных 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 кана!ах турбинных решеток, необходимых для их аэродинамического совершенствования.

3. На основе ¡экспериментальных исследований и визуализации потока разработан новый типоразмерный род аэродинамически совершенных профилей СА и РК.

4. Разработана математическая модель для определения коэффициента потерь энергии в рабочем "Олесе и угла выхода го тока.

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 повыдена на величину: ¿¿е = 15... 20*.

2. На базе М1Э получена математическая модель РК малоразмерной ступени для определения коэффициента потерь энергии.

3. Разработана серия ступеней специальных кинематических схем для малогабаритных пневмомешин,' выпускаемых крупными сериями. Цри-мененке таких турбин позволило повысить к.п.д. при 0,15... 0,3 на величину = 15. ..10$; при этом параметр , соответствующий холостому ходу, снижен на 30...40%.

4. Создан типоразмерный рад шешошструмента, конструкции которого защищены патента,!« и авторскими свидетельства!/,и.

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

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

Реализация в промышленности. Результаты исследоЕ-алмй использованы в работах по создании малогабаритных турбомашки. Созданный типоразмерный ряд пневмомаикн с турбоприводом внедрен на предприятиях машиностроительного комплекса. Машины экспонировались на международной выставке в Польше, в Лицезионторге, на ВДНХ СССР (автор награвден бронзовой медалью) и внедрены на ПО "Машиностроительный завод", ПО "Теплообменник", телевизионном заводе, ГШ "Днев-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, Л966 г.; Российской научно-технической конференции "Повышение эффективности и надежности судовых энергетических установок", Владивосток, 1985 г.; научно-технической конференции Волго-Камского правления НТО имени академика А.Н.Крылова "Актуальные задачи теории и практики отечественного судостроения", Горький, 1987 г.; на заседании секции Научного совета ГШТ СССР "Разработка методов и средств активной диагностики топочного процесса, снижения вредных выбросов в атмосферу и повышения надежности работы энергетических агрегатов", Горький, 1988 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. 1Ь 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 тоы числе 16'5 рисунков, 3 таблиц. Список использованных источников включает 100 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 ЫРТ неприемлемы, так как разделение потерь на профильные, концевые, кромочные и т.д. в микроканалах невозможно. Признано целесообразным определить суммарные потери в решетке Р»; методами ШЭ.

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

Бо второй главе представлены разработанные в лаборатории ГЗД НГТУ экспериментальные установки и технологическое оборудование для изготовления ШТ. Экспериментальный стенд позволяет определить: мощность М и к.п.д. £ ступени, среднеинтегральные характеристики СА: Л/с , V , Л/г и-РК: 'Р , . Основной отличительной особенностью стенда является применение 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 исследовании СА и визуализации потока в межлопаточном канале. На первом этапе исследования при проектировании ступеней МРТ были иегальзованы соотношения для геометрических характеристик профиля и решетки, полученные М.Х.Мухтаровым и В.И.Кричакиным на основа статистической обработки данных аэродинамически совершенных профилей. Установлено, что на потери в СА наибольшее влияние оказывают: геометрический угол аС/г , относительная высота лопатки = ¿с/£с ; относительная хорда 6С = 6с/£ер , характеризующая окружную протяженность лопаток СА; приведенная скорость потока на выходе из СА •Лс а .

Исследовались СА осевых МРГ^с наружным диаметром_ 2) кар1 = 35 мм и диапазоном измерения: 4 =>'0,067.. .0,247; 0,204... 0,524; о1,г = 8...20°; 1,78...4,93.

Серия экспериментов показала общий невысокий уровень эффективности сопловых решеток.

Картины визуализации потока в межлопаточном канале позволили установить, что при дозвуковом течении наблюдается плавное обтекание лопатки и практически равномерная окраска снимка с небольшим сгущением в области кромочного следа. Измерение углов штока на моментомере показало, что на этих режимах эффективный угол выхода практически соответствует геометрическому углу решетки СА. При увеличении ^ на визуальной картине потока появляется ярко очерченный кромочный след, который сохраняет свою форлу практически по всей длине снимка. Одновременно начинают появляться поперечные полосы темной окраски, которые одним концом опирается 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...б раз превышающего оС/г , увеличиваться практически перестает.

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

поток, в котором длина выходного участка приблизительно вдвое больше ширины горла его проходного сечения. Чертеж профиля <¿tr =• 16° приведен на рис. I. Эксперимент показал, что оптимальный результат достигается в ступени с СА, относительный шаг которого Ч te/Sc = 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 A- 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 момно объяснить повышенными потерями на трение в решетке и кромочными потерями. Дри перепаде = Н /P¿cm - 2,3 эффективность лопаточных решеток с удлиненной выходной кромкой выравнивается с эффективностью традиционных сопловых решеток МРТ. При большем 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...I0% 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 бьиш приняты статистические зависимости, разработанные ¡фхтаровым и Кричакиным, связывающие основные параметры профиля и решетки с геометрическими углами J'tr и ^¿г, при которых в лолноразмерных турбинах обеспечиваются суммарные потери.

В результате проведенных исследований по визуализации потока газа были внесены изменения в принцип профилирования, на основании которых .разработан новый типоразмерный ред рабочих лопаток. На основании предварительных исследований были исключены из числа определяющие факторы, мало влияющие на потери в исследуемых ступенях (относительные толщины кромок профиля выбираются минимально воз-мозшыми из технологических соображений, число fie - ъ области ав-томодельности). Таким образом, при принятых ограничениях число определяющих факторов, влияющих на коэффициент потерь энергии Д» и объективный угол выхода потока j8¿f уменьшено до четырех и устаем

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

Рис. 2 ,. Решетка профилей лопаток соплового аппарата с

удлиненной выходной частью и шагом: = 0,93

новлен диапазон их изменений: ¿р = - 0,254. ..0,746;

6Р = 6р/Лср = 0,116...0,244; Jir= 6...26°; 0,82...1,18.

В соответствии с потавленной задачей объектом исследования были PK активного типа {jß/r ), работающие в режиме безударного входа потока ( i = 0) при U/Си, = 0,3 = ¿dem

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

/ - А* рГх< + -buxf (1)

где К - число факторов;

и - соответственно ¿,0 или ^ßji ; Xij* параметры решетки в кодированном виде:

Ма - 0.5 ~ _ вР/Д<Р- 0.16

0,123 А= 0,032

у J»r - 16° £ Лш - 1,0

^ - -£0--X, =

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 - 0.0°37% + 0.0039Х3Х4 +

+ 0,0045Х12 + 0,0073Хз - 0,005х| (3)

- для угла выхода потока из РК

= 20,2 + 0,6833^ + б,017Хз + 0,20ах4 - О.ОбХ^ -

- 0,0375X2X4 ' (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 €р/&р ,' относительной ширины Вр/Дср , угла лопаток и монотонно повышается при увеличении приведенной скорости потока на входе в лопатки ;

2) квадратичные составляющие влияния параметров на не велики; коэффициент 6ег по г* -критерию незначим, следовательно, зависимость £р(6р) в пределах факторного пространства носит линейный характер;

3) разные знаки линейных и квадратичных членов уравнений (3) при факторах: Х^; Хд; Х^ свидетельствуют о том, что увеличение -Ло ¿р/£/> ; -Л* приводит к ослаблению их влияния на потери з РК;

4) незначимость коэффициентов £/г и по ¿ -критерий позволяет сделать вывод о взаимонезависимости влияния на относительных высоты и ширины лопаток: £р/£р и бр/Дср , а также относительной высоты лопаток и приведенной скорости потока ;

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

6) увеличение ослабляет влияние на угла и приведенной скорости Лп* ; вместе с этим увеличение как , так и Л/* ослабляет влияние ¿р/£ср на £р (коэффициенты

¿¿^ и ёзт );

7) увеличение угла усиливает влияние приведенной скорости Л/* на , так же как и увеличение -Л» усиливает влияние на (коэффициент ¿ц ).

Как и ожидалось, превалирующее влияние на угол выхода потока уРгз оказывает фор.1а профиля лопаток РК. Кроме того, нес-

колько увеличивается при повышении и Л/»/ (коэффициенты

и ) при фиксированной величине угла лопаток ^/г . Коэффициенты квадратичных взаимодействий уравнения (4) по ? -!фитерию оказались незначимыми, т.е. зависимости (¿р) , (Аг) > носят линейный характер. Величина относительной ширины не оказывает непосредственного влияния на угол потока, так как коэффициент ¿г по ¡^ -критерию признан незначимым. Однако, увеличение £р /2)с/> приводит к некоторому ослаблению влияния на угол потока относительной еысоты ¿р/¿р И приведенной сок-

рости Лш (коэффициенты и ).

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

Шесте с полученными ранее выражениями для потерь а 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, раз» мещенной в тех нее радиальных габаритах, в диапазоне изменения скь ростной характеристики ¿¿/Cus = 0,15,..0,3;

- снижение частоты вращения холостого хода;

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

Вопрос эффективности применения ступеней специальных схем рассмотрен на примере разработки компактного турбинного привода с наружным диаметром: J) „ = 50 мм, при перепаде давлений: -С =

Л f / л c\tJ •

"о /Ргсп7 = 5. Б ходе исследований разработано два типа двухвенеч-ных ступоней:

- центробежно-центростремительная ступень со сверленным радиальным промежуточный направляющим аппаратом США) (рис. 3);

- ступень с центробежным и осевым венцами.

ША двухвенечной ступени (рис. 4, 5) включает в себя радиальные центробежные лопатки 6, 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 в каналы 9 без внезапных поворотов или сужений сечения. При этом на выходе в лопатки центростремительного венца РК 4 газ имеет радиальное направление течения, что делает минимальными потери от утечки потока в оазоре над лопатками второго венца ступени. По сравнению с центробежной ступенью, размещенной в тех же радиальных габаритах при

и/Сиз=. 0,18...0,2 к.п.д. повышен на 12...15$. При этом величина ( ¿//Си3 )х.х. уменьшена на 35...40$.

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 испы-

Рис. 3 • Схема радиальной центробежно - центростремительной ступени I - сопловой аппарат; 2 - рабочее колесо; 3 - цектробоиш лопаточный венец РК; 4 - центростремительный ванвц РК; 5 -промежуточный направляющий аппарат; 6,? - лопатки промежуточного направляющего аппарата; 8 - центробежный канал; 9 -центростремительный канал; 10 - отверстие

Рис. Ь . Промежуточный направляющий аппарат.Центробежная сторона

04

Рис. 5 . Промежуточный направляющий аппарат. Центростремительная

сторона

тайных ступеней с характеристиками одновенечных МРГ выявлено следующее:

- использование ступеней специальных кинематических схем позволило снизить скоростной коэффициент U /¿W , соответствующий холостому ходу, на 20...40% по сравнению с одновенечной турбиной;

- к.п.д. данных ступеней в диапазоне ¿S/Ci/3 = 0,15...0,8 больше, чем к.п.д. турбины с одним рабочим венцом на величину до 12.., 15$;

- к.п.д. центробежно-центростремительной ступени беляше, чем к.п.д. с центробежным и ocoelim венцами на 5.,.7% во всем диапазоне изменения параметра ¿//Сиз ; при этом ( ti/Сиз )x>3Ci Цснт-робежно-осевой турбины меньиз на 10...1Z%,

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

3 включение

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

1. Для малогабаритных турбо при водов разработан типоразмерный ряд сопловых и рабочих решеток МРТ с широким диапазоном изменения основных конструктивных параметров d< = 4...20°, = 6...26°,

f/S « 0,25...0,75, J»в 0,8«, • 1,16.

2. На осноеэ методов матстатистшш создана адекватная математическая модель течения газа n РК, включагощея в себя зависимости для расчета аэродинамических характеристик: коэффициента потери энергии эффективного угла выхода штока из РК. Полученные 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 реиеток

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 части. •

4. Проведена визуализация потока газа в межлопаточных каналах СА, спроектированных по традиционным методикам и нового разработанного типоразмерного ряда. На основании анализа картин визуализации потока 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 эффективность 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 ВЦ, в том числе на сверхзвуковых скоростях.

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

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, ПЕБ "Пневтур", Волжско-Камском институте технологии судостроения (г. Н.Новгород), заводе "Контур" (г. Чебоксары) , Арзамасском приборостроительном заводе и в институте сверх-тпэрдых материалов Академии наук Украины (г. Киев).

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Котляр И.В., Гусаров С.А., Семаико Л.В., Кузнецов Ю.П. Стенд для исследования микротурбин с газостатическим подводом ротора и измерительных узлов // Проблемы повышения эффективности элементов судовой энергетики: ЫежЕедомст.сб.- Горький, 1982.-4 с.

2. Гусаров С.А., Семаико П.В., Ногтев, Кузнецов Ю.П. Копироваль-но-фрезерный станок // Машиностроитель.- 1988,- № 8,- 2 с.

3. Кузнецов Ю.П., Чуваков А.Б., Семашко П.В. Исследование потерь энергии в сопловых решетках осевых малоразмерных турбин: Деп. в ЦНИИ "Румб", 1993.

4. Кузнецов Ю.П., Чуваков A.B., Семашко П.З. Аэродинамическое совершенствование ступени на основе результатов визуализации течений в проточной части осевой малоразмерной турбины: Дзп. в ЦНИИ "Румб", 1993.

5. Кэтляр И.В., Семашко A.B., 1^знецов Ю.П..Осевая газовая турбина: A.c. 1166553 (СССР), № 3696889. Заявл. 03.02.84.

6. Котляр И.В., Семашко П.В., Кузнецов Ю.П. Турбинный привод: A.c. 1248359 (СССР), IV3829983. Задач. 19.12.84.

7. Семашко П.В., Фомин В.Н., Кузнецов Ю.П., Кузнецов С.,В. Регулируемая парциальная турбина: A.c. 1507980 (СССР), № 4I62I44.

• Заявл. 15.05.89.

8. Котляр И.В., Кузнецов Ю.П., Чуваков A.B., Семашко П.В. Турбинный пневмодиигатель: A.c. I809I29, ГОЦ 21/02, 1993.

9. Котляр И.В., Семаико П.В., Люсов А.Н., Кузнецов Ю.П., Чуваков А.Б. Экспериментальное исследование парциальных газовых турбин: Тез. докл. научно-технич. сессии по проблемам газовых турбин.-, Рыбинск, 1993.

10. Кузнецов Ю.П,,. Химич B.JI., Чуваков A.B., Семашко II.B. Разработка специальных схем турбинных ступеней для привода малогабаритных агрегатов: Тез. докл. заседания большого совета П

. раздела программы "Трансферные технологии в машиностроении", Саратов, 1993.

&