автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.05, диссертация на тему:Исследование аэродинамики отрывного диффузора камеры сгорания газотурбинного двигателя с целью снижения гидравлических потерь на основе физического эксперимента и численного моделирования

На правах рукописи

003448367

Фасил Али Гугсса

ИССЛЕДОВАНИЕ АЭРОДИНАМИКИ ОТРЫВНОГО ДИФФУЗОРА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ЦЕЛЬЮ СНИЖЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ НА ОСНОВЕ ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНГА И ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Специальность 05 07 05 - Тепловые, электрораке!ные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

п 2 "НТ 2008

Рыбинск - 2008

003448367

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П А Соловьева

Научный руководитель

заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Пиралишвили Шота Александрович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Мингазов Билал Галавтдинович

кандидат технических наук, доцент Александренков Владислав Петрович

Ведущая организация

ОАО «НПО «Сатурн»

Защита состоится

2008 года в часов на

заседании диссертационного совета Д 212 210 01 в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П А Соловьева по адресу 152934, г Рыбинск, Ярославская область, ул Пушкина, 53

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П А Соловьева

Автореферат разослан «

Ученый секретарь диссертационного совета

2008 г

Конюхов Б М

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы

Качество рабочего процесса камер сгорания ГТД во многом зависит от аэродинамики ее проточной части и в первую очередь от характера течения в диффузоре Стремление к снижению веса и габаритов узла диктует необходимость использования отрывных кольцевых диффузоров, аэродинамика которых в значительной степени определяет течение во всех последующих элементах проточной части камеры сгорания

Процесс преобразования кинетической энергии потока в потенциальную энергию давления в диффузоре связан с ростом энтропии за счет диссипации части энергии, вызванной различными факторами (потери на трение, вихреобразование, отрыв потока), а любые потери полного давления в диффузоре - это увеличение гидравлического сопротивления камеры сгорания в целом Течение в диффузоре неустойчиво, так как в связи с противоположным направлением действия сил давления и инерции происходит быстрое нарастание толщины пограничного слоя, что приводит к раннему отрыву потока и образованию зон с возвратным течением у одной или обеих стенок Этот процесс сопровождается резким увеличением потерь полного давления Поле скорости за диффузором в этом случае становится существенно неравномерным, что усложняет обеспечение надежного охлаждения стенок жаровой трубы и формирования требуемого поля температур перед турбиной

Оптимизация конструкции отрывного диффузора камеры сгорания возможна, если известна информация о совместном влиянии основных режимных и геометрических параметров (степени расширения предциффузора, положения жаровой трубы, распределения расходов воздуха между кольцевыми каналами) на эффективность диффузора и камеры сгорания в целом Аналитическое решение задачи в каналах сложной геометрии сопряжено со значительными трудностями В связи с этим, получить необходимую информацию о причинно-следственных взаимосвязях течения с выбранным режимом и конкретной геометрией можно двумя методами -численным решением задачи с использованием имеющихся пакетов прикладных программ и постановкой тщательно спланированного многофакторного эксперимента Такой комплексный подход позволит получить необходимые данные для верификации численных методов и даст возможность разработки адекватной математической модели отрывного диффузора

Обозначенные проблемы послужили толчком к переосмыслению роли диффузора в рабочем процессе современной камеры сгорания В результате чего, все больше внимания уделяется вопросам оптимизации этого узла, поиску

путей повышения его эффективности и разработке методик проектирования В настоящее время методика проектирования отрывных диффузоров не разработана, вследствие отсутствия экспериментальных данных по влиянию различных режимных и геометрических параметров на аэродинамики Чтобы разрешить указанные проблемы требуется проведение исследований, направленных на выявление определяющих факторов и их совместного влияния на газодинамические параметры отрывного диффузора, получить критериальные уравнения, позволяющие оценить эффективность такого диффузора на стадии проектирования и доводки

Цель работы:

На основе эмпирических и численных исследовании с использованием математических методов обработки опытных данных и учетом положений теории подобия и размерностей разработать полуэмпирические зависимости для создания физико-математической модели расчета геометрии отрывного диффузора и кольцевых каналов КС ГТД с их аэродинамической оптимизацией по минимуму гидравлических потерь

Направление исследований:

1 Разработать методику постановки многофакторного эксперимента по исследованию аэродинамики отрывного диффузора и кольцевых каналов камеры сгорания ГТД и стенд для ее реализации

2 Отработать методику численного трехмерного расчета отрывных кольцевых диффузоров КС ГТД и провести ее верификацию по опытным данным

3 Провести опытные исследования и численные расчеты влияния различных параметров на гидравлические характеристики отрывного диффузора и выяснить степень достоверности полученных данных

4 Построить регрессионную модель и критериальные уравнения, на основе которых создать физико-математическую модель расчета геометрии отрывного кольцевого диффузора КС ГТД, пригодную для проектных расчетов и доводки, позволяющую минимизировать гидравлические потери в КС

Методы исследования

Для решения постановленных задач использованы теоретические методы расчета геометрии отрывного кольцевого диффузора, методы численного моделирования турбулентных течений, статистического анализа, экспериментальные исследования на газодинамическом стенде

Достоверность и обоснованность полученных результатов

Достоверность и обоснованность полученных результатов достигается корректным применением соответствующих математических положений и законов и обеспечивается корректным выбором методики проведения эксперимента, применением измерительных приборов с необходимой

калибровкой и поверкой метрологического оборудования Достоверность результатов подтверждается удовлетворительным совпадением данных численных расчетов с результатами опытных исследований, а так же совпадением при сравнении с данными, полученными другими исследователями

На защиту выносятся:

- Результаты численных и экспериментальных исследований,

- Критериальная модель расчета отрывного кольцевого диффузора,

- Методика проектировочного расчета геометрии отрывного кольцевого диффузора

Научная новизна работы.

Проведено комплексное численное и опытное исследование аэродинамики отрывного кольцевого диффузора КС ГТД, позволившее отработать геометрию канала по минимуму гидравлических потерь и создать критериальную математическую модель расчета геометрии отрывного кольцевого диффузора

Праю-ическап ценность

Экспериментальные данные и созданная математическая модель для исследования характеристик отрывного диффузора позволяет сократить время разработки и доводки энергетических установок, с кольцевыми камерами сюрания Полученные результаты могут быть использованы в процессе проектирование отрывных кольцевых диффузоров и их доводки с минимизации гидравлических потерь

Апробация работы

Основные результаты исследований докладывались на конференциях

- Второй международный симпозиум по неравновесным процессам, горению и атмосферным явлениям, Сочи 2005г

- Международной школе конференции молодых ученых аспирантов и студентов имени П А Соловьева и В Н Кондратьева «Авиационная и ракетно-космическая техника с использованием новых технических решений», г Рыбинск, 2006 г

- XVI Школа-семинар молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А И Леонтьева «Процессы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках», г Санкт-Петербург, 2007 г Получен диплом третьей степени за лучший доклад

- Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития двигателестроения», г Самара, 2006 г

- VI Всероссийской научно-технической конференции «Процессы горения, теплообмена и экология тепловых двигателей», г Самара, 2007 г

Материалы Международной научно-практической конференции «Авиакосмические технологии и оборудование», г Казань, 2006г Публикации

По материалам диссертации опубликованы 3 статьи в изданиях, утвержденных ВАК, 8 докладов в трудах конференций Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка используемых источников Работа изложена на 137 страницах машинописного текста, включая 11 таблиц, 121 рисунков Список используемых источников включает 90 наименований СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, выполнена краткая характеристика работы, сформулированы цели и задачи исследований, отмечена научная новизна, практическая значимость полученных результатов и положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации представлен обзор работ по исследованию отрывных диффузоров камер сгорания Анализируется развитие конструкций диффузоров камер сгорания, связанное с изменением параметров рабочего процесса двигателя Показаны основные недостатки плавных диффузоров, такие как высокая чувствительность к смене режима работы двигателя, термическим деформациям, изменению профиля скорости на входе в диффузор С ростом скорости потока на выходе из компрессора, недостатки плавных диффузоров стали более ощутимыми и конструкторы все чаще стали применять диффузоры с внезапным расширением Диффузоры такой конструкции дают выигрыш в длине и массе, но возрастают (до 50%) потери давления

Проведенный анализ показывает, что в настоящее время нет методики проектирования отрывных диффузоров КС Это определяет актуальность работы Вторая глава посвящена численному моделированию двухмерного течения в отрывном диффузоре, основной целью которого являлось определение области экспериментального поиска необходимых соотношений и данных Это позволило существенно сократить число экспериментов, заранее исключив из них те режимы, на которых исследуемые методы неэффективны

Режимы с приемлемым уровнем гидравлических потерь характеризуются степенью расширения преддиффузора п - 1,48 - 1,8, относительным осевым размером области внезапного расширения преддиффузора О = Б/Иех =0,777-2,259, коэффициентом распределения расходов воздуха между внутренним и наружным кольцевыми каналами Б = Снар/Овн = 0,8-2,5 и

отношением площадей кольцевых каналов, окружающих жаровую трубу Р =Р„аР/Рв„ =0,7-3,79.

В третей главе изложена методика экспериментального исследования, описание установки, применяемых приборов, обработки опытных данных, определяются критерии, наиболее полно характеризующие эффективность

диффузоров: коэффициент гидравлических потерь ^ = (р'ащ,~ р1ыхср)/(0,5рУ2щ^, коэффициент восстановления статического давления

Ср =(ртгср - Рехср)/, коэффициент относительных потерь полного давления а = р*вих / рахср а также режимные и геометрические факторы,

существенно влияющие на рабочий процесс: полуугол раскрытия преддифузора 0 и степень его расширения «, относительный осевой размер области внезапного расширения преддиффузора Д распределение расходов между внутренним и наружным кольцевыми каналами 8, отношение площадей кольцевых каналов, окружающих жаровую трубу Р . Модель позволяет изменять степень расширения преддиффузора, радиальное и осевое положение жаровой трубы. На выходе из кольцевых каналов устанавливались дроссельные заслонки для регулировки распределения расхода воздуха. Исследуемая модель представлена на рис. 1.

Рис.1. Схема исследуемой модели

Основные геометрические характеристики отрывного диффузора следующие: общая степень расширения 2,0, высота преддиффузора на входе |1ВХ = 27тш,относительная высота жаровой трубы Ьвх^3,56, относительная длина преддиффузора I./ 11вх=2,6.

Разработанная установка позволяет проводить эксперименты при V = 35 -80 м/с, X = 0,11- 0,25, числу Рейнольдса, рассчитанные по гидравлическому диаметру и среднерасходной скорости, 6 104 - 2 105 и С = 0,23 - 0,57 кг/с Степень турбулентности потока в аэродинамической трубе составляла 4,8% Максимальная относительная погрешность определения полного и статического давления составила 1 и 1,1% соответственно, величины скорости потока 1,3%, осредненных значений полного и статического давления 2,6%, средней скорости 3,1%, расхода основного потока (по измеренному распределению скорости) 4,7%, коэффициента гидравлических потерь 12,7%, коэффициента восстановления статического давления 9,2%, коэффициента потерь полного давления 10,5%, коэффициента полезного действия диффузора 4,9%

Четвертая глава посвящена опытным исследованиям отрывного диффузора для определения влияния степени расширения преддиффузора, пространственного положения жаровой трубы и распределения воздуха в окружающих ее каналах на его основные характеристики Оптимальное значение Ср достигается в том случае, когда средние скорости потоков, а,

следовательно, и статические давления, в кольцевых каналах равны Этот случай соответствует наиболее симметричному распределению статического давления по поверхности жаровой трубы

Результаты экспериментов показали, что существует несколько оптимальных режимов по минимуму потерь и максимуму коэффициента восстановления статического давления Расчеты показывают, что оптимальное значение Ср достигается при реализации отношения расходов 5 равного отношению площадей кольцевых каналов

Ю М'р V ^ \1{р V Р\~Р !Р = Р

пар вн \Гпар пар чар) \гт вн кн / нар вн

Данную зависимость подтверждают результаты эксперимента, представленные в виде зависимости СР и ^ от коэффициента отношения расходов при различных радиальных положениях жаровой трубы (рис 2) Из представленных графиков видно, что с увеличением Р увеличивается, и значение коэффициента 51 при котором дост игается максимум восстановления статического давления, что следует и из полученного выражения дпя5. При этом из графиков видно, что максимум коэффициента СР достигается при 5«Р Характерной особенностью является то, что минимум потерь соответствует отношению расходов 5 «2 для всех радиальных положений жаровой трубы при 6 = 1,52 Исключением является режим с ^ = 1,12 для которого минимум потерь соответствует 5—1,5

0,0 Ср

0.5 0.4 0,2 0.1

: -1: а о

о

0.35 г-ъ

0,30 0.25 0,20 0.15

о •

1 I" с-• о

п ♦ с « ?

■

1.9 ^ 2.6

0.5

.9 ^ 2.6

0,5 1,2

Рис.2. Зависимость коэффициента восстановления статического давления Ср и коэффициента гидравлических потерь £ от коэффициента отношение расходов воздуха 5 (0 = 1,52 и Я = 1,48): ♦ - Р = 1,67 ; ж - Р = 1,12;« - Р = 0,7 ; о - Р = 3,79; □ - Р = 2,48

Дополнительную информацию об эффективности рабочего процесса диффузора можно получить из анализа распределений статического давления по поверхности обтекателя жаровой трубы (рис.3). На рис. За. представлена распределения статического давления для базового положения жаровой трубы при различных значениях отношения расходов 5. При отношении расходов равном 5=1,5 реализуется наиболее симметричное распределение статического давления; как уменьшение, так и увеличение величины 5 приводит к искажению эпюры и отклонению её от симметричного вида, что связано с отрывными явлениями, реализующимися на поверхности жаровой трубы.

С 0,8

0.6

0,4

0,2

0

-0,2

-1 Г1'"

•

9 ( > ) :; • 1 > ш

■ I, • 0 1 * ♦ 1 о 1 ♦ 1 □ '

• о 1 .,, I о

0.6 0,4 0.2

0 -0.2 -0,4

1 * -к

§

•л 1

.4 ! О ■ и . 5

( )

_О0 -60 -30 (а)

0 30 60 а 90

-60 -30 0 30 60 а 90 (б)

Рис.3. Распределение статического давления по поверхности обтекателя жаровой грубы: а) В = 1,52, Р = 1,67( ♦ - 5 = 1,5; □ - 5 = 1,18; о - 5 =0,83; ■ - 5 = 2,02, • -5 = 2,51) б) 8=1,5, Р = 1,67 (♦ - ¿> = 1,52; а - £ = 1,15; о - 0 = 0,78; ■ - ¿5 = 1,89; • -О - 2,26)

На рис.3 б. представлены распределения статического давления для базового положения жаровой трубы при различных значениях относительного осевого

размера зоны внезапного расширения Б Как видно изменение осевого положения жаровой трубы практически не влияет на распределение статического давления по обтекателю за исключением положения Б = 0,78, при котором область внезапного расширения минимальна В этом случае происходит ускорение потока вблизи поверхности обтекателя и, как следствие, наблюдается существенное понижение статического давления

Результаты экспериментальных исследовании показали, что наименьшее значение коэффициента гидравлических потерь, равное 0,146, достигается в преддиффузоре со степенью расширения й=1,55, Б/Ьвх = 1,148, Р = 1,12 и Я = 2, а максимальное значение коэффициента восстановления статического давления, равное 0,592, достигается в преддиффузоре со степенью расширения п = 1,55, Б/Ьи = 1,518, Р = 2,48 и 5 = 2 Эти величины на 25% и 75%, превышают максимально возможные в случае использования плавного преддиффузора

Проведена математическая обработка экспериментальных данных позволившая получить, необходимые для проектирования и доводки, критериальные уравнения связывающие эффективность диффузора с геометрическими и режимными параметрами

Полученные критериальные уравнения имеют вид

ст = 0,989 Г'8'0" б0510" Б0"0" ТГ09'0"5, (1)

Ср = 0,515 Р 0 02' б4310"' 8-0Ш гГ0181,

% = 0,275 Ё0'7' 5-"014 Б'0 046 п0 042 Полученные уравнения применимы в диапазоне чисел Рейнольдса, подсчитанных по гидравлическому диаметру на входе, 1,5 10б - 1,8 106, изменении относительного осевого и радиального положения жаровой трубы в пределах 6 = 0,777-2,259, ^ = 0,7-3,79, коэффициентов отношения расходов 0,8-2,5 и степени расширения преддиффузора п=1,48 1,8. Оценка погрешности полученных уравнений, показала, что среднее отклонение от экспериментальных значений при аппроксимации критериальными уравнениями составила для и - 0,12%, для ? - 2,7%, для Ср - 3,5% Таким образом полученные критериальные уравнения позволяют на стадии проектирования провести оценку характеристик отрывного диффузора с оптимизацией его геометрии и режима работы по его аэродинамической эффективности в составе камеры сгорания.

На рис 4 представлено сравнение полученных данных с данными имеющихся в открытой печати Из представленного графика видно достаточное качественное совпадение Незначительное количественное расхождение

данных связано с некоторым отличием размеров зоны внезапного расширения б.

У

... '

г*

• тч к-л__

0.5 1,5 2,5 £ 3,5 0,5 1,5 2.5 <? 3.5 Рис. 4. Зависимость коэффициента восстановления статического давления Ср и коэффициента гидравлических потерь £ от 5 (эксперимент: ■ -5 = 2,259;* -5 = 0,777; ♦ -О - 1,148; данные Фишеядена и Стивенса: а -О- 2,4; о -0 = 0,6;; 0-0= 1,2)

Четвертая глава посвящена численному моделированию трехмерного течения в отрывном диффузоре, основной целью которого являлось верификация численных расчетов по экспериментальным данным и обобщению результатов проведенных исследований в виде методики расчета отрывного диффузора. Для численного расчета использовался комплекс вычислительной гидрогазодинамики СРХ. Основываясь на анализе применения различных моделей турбулентности при моделировании течения в отрывном диффузоре, для расчета выбрана к—со модель турбулентности, с использованием которой было получено наилучшее приближение к экспериментальным данным. Расчетная сетка представлена на рис. 5.

I

I Рис. 5. Сеточная модель расчетной области

;

Поскольку основные потери в отрывном диффузоре вызваны генерацией крупномасштабных вихревых структур при внезапном расширении потока и соударением потока с обтекателем, интерес представляло течение в

1 преддиффузоре, области внезапного расширения и каналах, охватывающих жаровую трубу, при этом течение внутри последней не рассматривалось. В качестве граничных условий на входе задавались значения полного давления и

I температуры, на выходе - осредненное значение статического давления.

Значения этих параметров определялось по результатам проведенных экспериментальных исследований. На входе задавался масштаб турбулентности 0,003м и её интенсивность 5%. Результаты расчета в виде распределения статического и полного давления на базовом режиме представлены на рис.6.

и«"""5 Total pressure

(Halte P'i.-iiuri! (rot« prMiwei

а) б)

Рис. 6. Распределение статического (а) и полного (б) давлений (режим 0=1,518, F =1,67, «=1,48)

Анализ результатов численного моделирования течения в диффузоре показал, что доминирующие влияние на течение в отрывном диффузоре оказывают два вихря, формирующиеся при внезапном расширения потока. Размер этих вихрей определяет долю воздуха участвующую в их вращательном движении. Очевидно, что данные вихри являются основной причинной диссипации энергии в отрывном диффузоре, поэтому с ростом их размеров увеличиваются и потери давления в диффузоре, т.е. затраты энергии на их генерацию. Любое изменение положения жаровой трубы приводит к изменению размеров вихрей и их интенсивности. Таким образом, в конечном счете, управление течением в отрывном диффузоре сводится к управлению вихрями.

На рис.7, представлено сравнение результатов эксперимента с результатами двухмерного и трёхмерного численного расчета. Результаты расчета хорошо согласуются с экспериментом. Верификация численных расчетов по экспериментальным данным показала, что среднее расхождение по величине потерь £, для трехмерного расчета составляет 6%, а по СР - порядка 2,9%. Таким образом, использованный метод численного расчета пригоден для расчета течений в отрывном диффузоре.

0.563 Ср

0,500 0,438 0,375

D i A.

0,350 0,319 0,288 0.256

х- * X

Л X А О

□

1,48 1,56 1,64 1.72 „ 1,8

1,48 1.56 1,64 L72ff 1.8

Рис. 7. Зависимость коэффициента восстановления статического давления СР и коэффициента гидравлических потерь Е; от п: (□ - трёхмерный расчет; А- эксперимент; х -двухмерный расчет)

Разработанная методика расчета направлена на определение основных геометрических размеров отрывного диффузора, а также оценки влияния режимных факторов на величину потерь в основном потоке. Исходные данные для расчета диффузора КС выбирают на основании общего расчета ГТД и его конструктивной компоновки. Наиболее часто этими параметрами являются: -расход воздуха через диффузор GBX, кг/с, полные температура и давление Т , К и р , Па, диаметры наружной и внутренней стенок преддиффузора на входе, D„ap и DBH, м, общая степень расширения отрывного диффузора, равная отношению площадей поперечпых сечений кольцевых каналов к площади на входе, no6la=FBux/FBj., соотношение площадей кольцевых каналов F = FHap/FBH,

величина допустимых потерь Др", Па; параметры на входе FBX, V^, ри , рвх, рв« Re.

Расчет выполняется в следующей последовательности:

1. Определяется коэффициент гидравлических потерь £

2. Находится полное давление на выходе из отрывного диффузора

pL -V- (2)

3. По величине общей степени расширения отрывного диффузораи„ЙЦ( и величине расхода, с учетом постоянства полной температуры, определяется газодинамическая функция

Л7,

■Р -F n

вых вх общ"

где R - индивидуальная газовая полстяная, Дж/кг. К к - показатель адиабаты

(4) По найденному используя таблицы газодинамических функции находим Хвък и затем функции е(Х), тт(А), т(А), позволяющие найти значения требуемых параметров

Уых ~~ \brix-\j ^ | ^ ' Т '

к-1 >-1 1-—х 1

к + 1 в'

= • и к~Ч

Рвых Рвык 1 "Ь 1 Ь!Х Рвых Рвы./^ ^ '

(4)

(5)

(6)

(7)

5 Вычисляется требуемый коэффициент восстановления статического давления Ср

6 Задается начальное значение коэффициента отношения расходов воздуха в наружном и внутреннем кольцевых каналах равное отношению площадей кольцевых каналов 8 = Р, в этом случае, как показывает анализ результатов опытов, наблюдается наиболее симметричное распределение статического давления по обтекателю жаровой трубы, что благоприятно влияет на равномерность подачи воздуха внутрь жаровой трубы Кроме этого, выбирается величина осевого расстояния между обтекателем жаровой трубы и выходом из преддиффузора, а также степень расширения преддиффузора из следующего условия

при О «0,777, я =1,7, при С>«1,0-2,26, «=1,55-1,6 Данные области, в соответствии с полученными экспериментальными данными, отвечают оптимальному сочетанию параметров п и б с точки зрения минимума гидравлических потерь Для получения коэффициента восстановления статического давления на уровне 0,5 - 0,6 необходимо пользоваться второй областью, поскольку в ней наблюдается совпадение максимумов функций = f (п) и СР = f (п)

7 По критериальным уравнениям (1) оцениваются величины потерь полного давления и восстановления статического давления

8 Если полученное значение гидравлических потерь соответствует заданному в исходных данных, то определяются характерные размеры отрывного диффузора О, Рнар, РЕН, п и распределение воздуха между каналами Онар, 0В|!

Иначе, изменяются значения параметров, принимаемые в пункте 5, и расчет повторяется

9 На заключительном этапе выполгается численный расчет модели спроектированного диффузора, с использованием БЭТ модели турбулентности, на основании которого проверяется возможность безотрывного течения в преддиффузоре, определяется эффективность диффузора, гидравлические потери и распределение статического давления по поверхности жаровой трубы Если результаты соответствуют предъявляемым требованиям, то дальнейшая доводка проводится опытным путем в составе КС, иначе расчет выполняется сначала при изменении величины определяющих факторов

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. Анализ результатов опытов показал, что не всегда режим с минимальными потерями обеспечивает необходимое торможение потока и симметричное распределение статического давления по поверхности жаровой трубы В конечном счете, управление течением в отрывном диффузоре сводится к управлению вихрями, образующимися при внезапном расширении, путем согласованного изменения положения жаровой трубы и распределения воздуха между кольцевыми каналами

2 Наименьшее значение коэффициента гидравлических потерь, равное 0,146, достигается в преддиффузоре со степенью расширения /г =1,55, 0/11 вх = 1,148, Б = 1,12 и 5 = 2, а максимальное значение коэффициента восстановления статического давления, равное 0,592, достигается в преддиффузоре со степенью расширения я= 1,55, 0/Ь„х = 1,518, Г = 2,48 и5=2 Эти величины на25% и 75%, превышают максимально возможные в случае использования плавного преддиффузора

3 Разработанные критериальные уравнения позволяют на стадии проектирования провести оценку характеристик отрывного диффузора с оптимизацией его (еометрии и режима работы по его аэродинамической эффективности в составе камеры сгорания Точность полученных критериальных уравнений составила для \ - 2,7%, для Ср - 3,5% и для ст -0,12%

4 Верификация численных расчетов по экспериментальным данным показала, что среднее расхождение по величине потерь £ составляет 6%, а по СР — порядка 2,9% Таким образом, использованный метод численного расчета пригоден для расчета течений в отрывном диффузоре

5 Разработана методика расчета отрывных диффузоров КС ГТД на основе впервые полученных и обобщенных опытных данных, позволяет

рассчитать геометрию и эффективность работы с учетом заданных параметров и погрешностью не превышающей 5%

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО РАБОТЕ

1 Пиралишвили, Щ. А. Исследование влияния режимных и геометрических параметров на характеристики отрывного диффузора камеры сгорания [Текст] / Ш А Пиралишвили, С. В Веретенников, Фасил Али Гугсса // Проблемы и перспективы развития двигателестроения мат Международной научно-технической конференции - Самара СГАУ-2006 -Т1 -С 214-215

2 Веретенников, С. В. Аэродинамика диффузоров камер сгорания современных ГТД [Текст] / С В Веретенников, Ш А Пиралишвили, Фасил Али Гугсса//Авиакосмическое приборостроение --2007 -№9 - С 9-15

3 Пиралишвили, Ш. А. Экспериментальное исследование отрывного диффузора камеры сгорания ГТД [Текст] / Ш А Пиралишвили, С В Веретенников, Фасил Али Гугсса // Вестник Воронежского государственного технического университета -2007 -ТомЗ -№б -С 135-140

4 Фасил Али Гугсса. Численное моделирование аэродинамики кольцевой камеры сгорания с отрывным диффузором [Текст] / Фасил Али Гугсса // Авиационная и ракетно-космическая техника с использованием новых технических решений мат Международной школы-конференции молодых ученых, аспирантов и студентов им П А Соловьева и В Н Кондратьева -Рыбинск РГАТА - 2006 - Ч 3 - С 102-105

5 Фасил Али Гугсса. Исследование влияния режимных и геометрических параметров на характеристики отрывного кольцевого диффузора камеры сгорания [Текст] / Фасил Али Гугсса, С В Веретенников, // Авиационная и ракетно-космическая техника с использованием новых технических решений мат Международной школы-конференции молодых ученых, аспирантов и студентов им П А. Соловьева и В Н Кондратьева - Рыбинск РГАТА - 2006 -Ч 3 -С 99-102

6 Веретенников, С. В. Исследование аэродинамики отрывного диффузора камеры сгорания ГТД [Текст] / С В Веретенников, Ш А Пиралишвили, Фасил Али Гугсса // Полет - 2007 - №12 - С 54-60

Зав РИОМ А Салкова Подписано в печать 11 09 2008 Формат 60x84 1/16 Уч-издл 1,0 Тираж 100 Заказ 86

Рыбинская государственная авиационная технологическая академия им П А Соловьева

(РГАТА)

Адрес редакции 152934, г Рыбинск, ул Пушкина, 53

Отпечатано в множительной лаборатории РГАТА

152934, г Рыбинск, ул Пушкина, 53

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1.ОБЗОР РАБОТ ПО ОРГАНИЗАЦИИ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА КС АВИАЦИОННЫХ ГТД И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1Л Рабочий процесс современных поточных КС и его проблематика.

1.2 Типы диффузоров КС и их характеристики.

1.3 Влияние геометрических и режимных параметров на характеристики отрывных диффузоров.

Выводы по главе.

ГЛАВА 2.ДВУХМЕРНОЕ ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЕ В ОТРЫВНОМ ДИФФУЗОРЕ.

2.1 Постановка задачи, расчетная область и граничные условия.

2.2 Результаты двухмерного численного моделирования течения в отрывном диффузоре.

Вывод по главе.

ГЛАВА 3.METO ДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ И СТЕНД ДЛЯ ЕЁ РЕАЛИЗАЦИИ.

3.1 Методика экспериментального исследования.

3.2 Экспериментальный стенд, измеряемые параметры и препарация объекта исследования.

3.3 Обработка результатов эксперимента.

3.4 Метрологическое обеспечение стенда и оценка погрешности средств измерения.

Выводы по главе.

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АЭРОДИНАМИКИ ОТРЫВНОГО ДИФФУЗОРА.

4.1 Влияние распределения расходов воздуха между кольцевыми каналами.

4.2 Влияние осевого положения обтекаемой жаровой трубы по отношению к выходному сечению отрывного диффузора.

4.3 Влияние степени раскрытия преддиффузора.

4.4 Влияние числа Рейнольдса на характеристики отрывного диффузора.

4.5 Математическая обработка результатов эксперимента и их анализ.

Выводы по главе.

ГЛАВА 5. ТРЕХМЕРНОЕ ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АЭРОДИНАМИКИ ТЕЧЕНИЯ В ОТРЫВНОМ ДИФФУЗОРЕ И МЕТОДИКА ЕГО ПРОЕКТИРОВАНИЕ.

5.1 Постановка задачи, математическая модель и граничные условия.

5.2 Результаты трёхмерного численного моделирования течения в отрывном диффузоре.

5.3 Анализ результатов расчета и их верификация по экспериментальным данным.

5.4 Методики проектирование отравного диффузора.

Выводы по главе.

Газотурбинные двигатели в течение многих десятилетий являются основными силовыми установками в авиации. В последнее время они находят все большее применение в качестве силовых установок на судах и тепловозах, грузовых автомашинах, автобусах, танках и т.д. Все шире газотурбинные установки используются для привода газоперекачивающих агрегатов (ГПА) энергоустановок. Это привело к тому, что производство газотурбинных двигателей стало одной из ведущих отраслей индустриально развитых стран мира. Не стоит большого труда заметить рост важности этой отрасли в наиболее промышленно-значимых, а так же развивающихся странах мира.

Организация рабочего процесса КС существенно отличается от других топливо сжигающих устройств, применяемых в технике. Важными требованиями, предъявляемыми к камерам сгорания ГТД любого класса, являются высокая полнота сгорания, низкий уровень гидравлических потерь, обеспечение заданных профилей распределения параметров потока на выходе.

Для снижения скорости воздуха после компрессора в большинстве современных камер сгорания используется отрывной диффузор, который состоит из плавно расширяющегося преддиффузора с углом раскрытия до 12° и следующего за ним внезапного расширения [1,3,4,30]. Процесс преобразования кинетической энергии потока в потенциальную энергию давления в диффузоре связан с ростом энтропии за счет диссипации части энергии, вызванной различными факторами (потери на трение, вихреобразование, отрыв потока), а любые потери полного давления в диффузоре - это увеличение гидравлического сопротивления камеры сгорания. Течение в диффузоре неустойчиво, так как в связи с противоположным направлением действия сил давления и инерции происходит быстрое нарастание толщины пограничного слоя, что приводит к раннему отрыву потока и образованию зон с возвратным течением у одной или обеих стенок [22, 32, 33]. Этот процесс сопровождается резким увеличением потерь полного давления. Кроме того, поле скорости за диффузором в этом случае становится существенно неравномерным, что усложняет обеспечение надежного охлаждения стенок жаровой трубы и требуемого поля температур перед турбиной [10,36].

Оптимизация конструкции отрывного диффузора камеры сгорания возможна, если известна информация о совместном влиянии основных режимных и геометрических параметров (степени расширения преддиффузора, положения жаровой трубы, распределения расходов воздуха между кольцевыми каналами) на эффективность диффузора и камеры сгорания. Аналитическое решение задачи в каналах сложной геометрии сопряжено со значительными трудностями. В связи с этим, получить необходимую информацию о причинно-следственных взаимосвязях течения с выбранным режимом и конкретной геометрией можно двумя методами - численным решением задачи с использованием имеющихся пакетов прикладных программ и постановкой тщательно спланированного многофакторного эксперимента. Такой комплексный подход позволит получить необходимые данные для верификации численных методов и даст возможность разработки адекватной математической модели отрывного диффузора.

Обозначенные проблемы послужили толчком к переосмыслению роли диффузора в рабочем процессе современной камеры сгораиия. В результате чего, все больше внимания уделяется вопросам оптимизации этого узла, поиску путей повышения его эффективности и разработке методик проектирования. В настоящее время методика проектирования отрывных диффузоров не разработана вследствие отсутствия экспериментальных данных по влиянию различных режимных и геометрических параметров на их эффективность [20, 27—29,30]. Для разрешения указанных проблем требуется проведение исследований, направленных на выявление определяющих факторов и их совместного влияния на газодинамические параметры отрывного диффузора. Необходимо получить критериальные уравнения, позволяющие оценить влияние геометрических и режимных факторов на эффективность такого диффузора. Выбранная тема, направленная на совершенствование рабочего процесса современных авиационных двигателей за счет оптимизации аэродинамики проточной части камеры сгорания достаточно актуальна и перспективна. Сокращение длины КС, а, следовательно, и веса, снижение потерь в КС и обеспечение требуемых полей распределения параметров пред турбиной - факторы, способствующие созданию техники последующих поколений.

Методы исследований

Для решения постановленных задач использованы теоретические методы расчета геометрии отрывного кольцевого диффузора, методы численного моделирования турбулентных течений, статистического анализа, экспериментальные исследования на газодинамическом стенде.

Достоверность и обоснованность полученных результатов

Достоверность и обоснованность полученных результатов достигается корректным применением соответствующих математических положений и законов и обеспечивается корректным выбором методики проведения эксперимента, применением измерительных приборов с необходимой калибровкой и поверкой метрологического оборудования. Достоверность результатов подтверждается удовлетворительным совпадением данных численных расчетов с результатами опытных исследований, а так же совпадением при сравнении с данными, полученными другими исследователями.

На защиту выносятся:

- Результаты численных и экспериментальных исследований;

- Критериальная модель расчета отрывного кольцевого диффузора;

- Методика проектировочного расчета геометрии отрывного кольцевого диффузора.

Научная новизна работы:

Проведено комплексное численное и опытное исследование аэродинамики отрывного кольцевого диффузора КС ГТД, позволившее отработать геометрию канала по минимуму гидравлических потерь и создана критериальная математическая модель расчета геометрии отрывного кольцевого диффузора, погрешность расчета потерь полного давления по которой не превышает 2,7%, а восстановление статического давления 3,5% соответственно.

Практическая ценность

Экспериментальные данные и созданная математическая модель для исследования характеристик отрывного диффузора позволяет сократить время разработки и доводки энергетических установок, с кольцевыми камерами сгорания. Полученные результаты могут быть использованы в процессе проектирование отрывных кольцевых диффузоров и их доводки с минимизации гидравлических потерь.

Выводы по главе

1. Анализ результатов опытов показал, что не всегда режим с минимальными потерями обеспечивает необходимое торможение потока и симметричное распределение статического давления по поверхности обтекателя жаровой трубы.

2. Обобщение обширного материала многофакторного эксперимента подтвердило, что оптимальные значения геометрических и режимных параметров, обеспечивающих минимум гидравлических потерь и максимум восстановление статического давления расположены в областях, ограниченны следующими диапазонами изменения определяющих безразмерных факторов: 1,148 < Т)< 1,9; 1,12 < Ё< 2,48; 1,15 < 5 < 2,0; 1,55 < п< 1,7.

3. Наименьшее значение коэффициента гидравлических потерь^ равное 0,146, достигается в преддиффузоре со степенью расширения /2=1,55, 0/ЬпХ =

1,148, Р = 1,12 и 5 = 2, а максимальное значение коэффициента восстановления статического давления, равное 0,592, достигается в преддиффузоре со степенью расширения п= 1,55, 0/Ьвх = 1,518, Б = 2,48 и £ = 2 (таб.4.1). Эти величины на 25% и 75%, превышают максимально возможные в случае использования плавного преддиффузора.

4. Отмеченные выше критериальные уравнения позволяют на стадии проектирования провести оценку характеристик отрывного диффузора с оптимизацией его геометрии и режима работы по его аэродинамической эффективности в составе камеры сгорания. Точность полученных критериальных уравнений составила для ^ - 2,7%, для Ср - 3,5% и для а -0,12%.

ГЛАВА 5. ТРЕХМЕРНОЕ ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АЭРОДИНАМИКИ ТЕЧЕНИЯ В ОТРЫВНОМ ДИФФУЗОРЕ И МЕТОДИКА ЕГО ПРОЕКТИРОВАНИЕ

5 Л Постановка задач, математическая модель и граничные условия

Сопоставление опытных данных и результатов численных расчетов выявили их заметное расхождение, которое может быть объяснено совокупным влияниям погрешностей, как экспериментальных исследований, так и неточностью двухмерного расчета, для задачи, содержащей в себе очевидные элементы трехмерного течения. В этой связи в рассматриваемой главе сделана попытка трехмерного численного моделирования и её верификация с опытными данными и результатами других исследователей. При проведении численного моделирования газодинамики течения в отрывном диффузоре КС рассматривалось турбулентное течение вязкого несжимаемого газа в декартовой системе координат. Течение описывалось осредненными по Рейнольдсу уравнениями Навье-Стокса [64 — 66] д а неразрывности

5.2) сохранения энергии dtK ' J ; at . }dx] 4 состояния

P = P-R-T, (5.4) и уравнениями для различных моделей турбулентности: к-е standard, к - е RNG, к - б Realizable, к - со standard, SST, SAVBR, SASVBR и RSM моделей турбулентности.

В к - s модель турбулентности локальные значения к и s получаются из решения следующего полуэмпирического уравнения переноса: д{рк) д(риук) д dt дх. дх;

Г, дк дх. Pk-ps j J dt + dxj dxj rA v dxj у где гk = /и—,ге - jli— - коэффициенты диффузии

Генерация турбулентности описывается следующим членом:

Р,

8Ui duj

-i-н--L дх. дх. dU. dXj

5.5)

Величины всех констант модели даются в таб. 5.1.

Константы модели турбулентности

РА

0.09 1.44 1.92 1.0 1.3 0.9

Одна из основных проблем при моделировании турбулентности состоит в точном прогнозе отрыва потока от гладкой поверхности. Это важное явление для многих технических приложений. В настоящее время наиболее для моделирования в этой области является двухуровневая к-со модель. Одно из преимуществ к-со модели — достаточно точное вычисление потока в пристеночном слое, где низкие числа Рейнольдса. Модель не включает сложные нелинейные демпфирующие функции, необходимые для модели к-е и, следовательно, более точна и устойчива. Сетка при низких числах Рейнольдса в пристеночной области требует наименьший размер ячейки, по крайней мере, у+<2. Это условие не может гарантироваться в большинстве прршожений и по этой причине, была разработана новая обработка пристеночного слоя для к-со модели. Она дает плавный переход от региона с низким числом Рейнольдса к региону, где используются пристеночные функции.

Отправным пунктом представленной формулировки к-со модели является модель, разработанная Вилкоксом. Он решает два уравнения переноса, для турбулентной кинетической энергии, к , и для турбулентной частоты, со . Тензор напряжений вычисляется согласно концепции вихревой вязкости, к-уравнение: д{рк) д{рик) д у ч---— - Рк~ ¡3 рксо л-дt дх, дх,

И, У дк к;дХ1

5.6) е -уравнение: д(рш) dipUjCo) о) dt а~Рк - (Зрю + — дх, к дх,

JU +

М, У да? у dxj

5.7)

Дополнительно к независимым переменным, плотность, р, и вектор скорости, Ц,, рассматриваются как известные значения из решения уравнений Навье-Стокса. Рк- член генерации турбулентности:

5.8)

1 ди. ди, с =±(ЕЫ + —¿.). (5.9) и 2 дх. дх1 где Эу - тензор скоростей деформации

Приведем константы модели: /Г = 0,09 , а = 5/9 ,р = 3/40 , ак — 2, а0> - 2 Неизвестный тензор напряжений Рейнольдса, ти, вычисляется из:

Ty=M,lS9 (5.10)

Для решения указанных уравнений использовался коммерческий код CFX-TASC flow , дискретизация уравнений в котором проводится методом контрольных объемов. Для сравнительного анализа двухмерных и трехмерных методов расчета моделирование течения в отрывном диффузоре проводилось как на секторе, полностью повторяющем геометрию экспериментальной установки, так и на плоской модели. В обоих случаях использовалась структурированная гексагональная сетка. На предварительном этапе, с целью сравнения точности расчета различных моделей турбулентности, выполнена серия 3D расчетов диффузора на основном режиме (D = 1.518, F= 1,67, S=l,5 и n =1,48) с использованием к-е standard, к - г RNG, к - s Realizable, к - со standard, SST, SAVBR, SASVBR и RSM моделей турбулентности. Использованная при расчетах сеточная модель представлена на рис.5.1.

Рис. 5.1. Трехмерная сеточная модель расчетной области

Общее число элементов для сеток со сгущением составило порядка 1 000 000, соответствующем безразмерной координате у ~ !. В качестве граничных условий на входе задавались значения полного давления и температуры, на выходе - осредненное значение статического давления. Значения этих параметров определялось по результатам проведенных экспериментальных исследований. На входе задавался масштаб турбулентности 0,003м и её интенсивность 5%.

Полученные в ходе обработки результаты расчетов коэффициентов гидравлических потерь, восстановления статического давления и относительных потерь полного давления представлены в таблице 5.2. Наименьшее расхождение с экспериментальными данными получено при использовании модели турбулентности, объединяющей в себе преимущества к-е ик-со моделей. Кроме того, анализ применения этой модели при расчете диффузорных течений, в том числе и с отрывом потока, [ 17, 40, 67, 68], также показывает наилучшее согласование с опытами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Анализ результатов опытов показал, что не всегда режим с минимальными потерями обеспечивает необходимое торможение потока и симметричное распределение статического давления по поверхности жаровой трубы. В конечном счете, управление течением в отрывном диффузоре сводится к управлению вихрями, образующимися при внезапном расширении, путем согласованного изменения положения жаровой трубы и распределения воздуха между кольцевыми каналами.

2. Наименьшее значение коэффициента гидравлических потерь, равное 0,146, достигается в преддиффузоре со степенью расширения« =1,55, В/Ьвх = 1,148, Р = 1,12 и 51 = 2, а максимальное значение коэффициента восстановления статического давления, равное 0,592, достигается в преддиффузоре со степенью расширения п= 1,55, В/Ъвх = 1,518, Б = 2,48 и 51 =2 (таб.4.1). Эти величины на 25% и 75%, превышают максимально возможные в случае использования плавного преддиффузора.

3. Разработанные критериальные уравнения позволяют на стадии проектирования провести оценку характеристик отрывного диффузора с оптимизацией его геометрии и режима работы по его аэродинамической эффективности в составе камеры сгорания. Точность полученных критериальных уравнений составила для - 2,7%, для СР - 3,5% и для ст — 0,12%.

4. Верификация численных расчетов по экспериментальным данным показала, что среднее расхождение по величине потерь ^ составляет 6%, а по Ср - порядка 2,9%. Таким образом, использованный метод численного расчета пригоден для расчета течений в отрывном диффузоре.

5. Разработана методика расчёта отрывных диффузоров КС ГТД на основе впервые полученных и обобщенных опытных данных, позволяет рассчитать геометрию и эффективность работы с учетом заданных параметров и погрешностью не превышающей 5%.

1. Лефевр, А. Процессы в камерах сгорания ГТД Текст. / А. Лефевр М.: Мир, 1986.-566 с.

2. Скубачевский, Г. С. Авиационные газотурбинные двигателей. Конструкция и расчет деталей Текст. / Г. С. Скубачевский. М.: Машиностроение, 1981. - 550 с.

3. Пчелкин, Ю. М. Камеры сгорания газотурбинных двигателей Текст. / Ю. М. Пчелкин. М.: Машиностроение, 1984. - 280 с.

4. Абрамович, Г. Н. Упрощенный метод гидравлического расчета камер сгорания Текст. / Г. Н. Абрамович, В. Я. Безменов, И. П. Смирнов, Г.С. Шандоров // ЦИАМ, 1956 (Труды №279).

5. Кулагин, В. В. Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок Текст. / В. В. Кулагин. М.: Машиностроение, 2002. - 615 с.

6. Kline, S. J. Optimum Design of Straight Walled Diffusers Text. / S.J Kline, D. E. Abbott, R. W. Fox // J. Basic, 1967.Vol. 81, - p. 125-139.

7. Fishenden, C. R. Характеристики срывных диффузоров кольцевых камер сгорания Text. / С. R. Fishenden, S. J. Stevens // 10-я конференция по силовым установкам. -Сан Диего, шт. Калифорния, 1974. - С. 32.

8. Roberts, D. W. Numerical Prediction of Three — Dimensional Subsonic Diffuser Flows presented at ASME Winter Meeting Text. / D. W. Roberts , C.K. Forester // New York, 1979.

9. Абрамович, Г. H. Влияние профилировки кольцевого канала на гидравлические характеристики камер сгорания Текст. / Г. Н. Абрамович, И. П. Смирнова, Г. С. Шандоров // Труды ЦИАМ. . - № 77 - 1956. - 8 с.

10. Howard, J. Н. G. Performance and Flow Regimes for Annular Diffusers Text. / J. H. G. Howard, A. B.Thornton Trump , H. J. Henseler // ASME paper 67WA/FE-21. - 1959. vol.89. - 18 p.

11. Mc Donald, А. Т. An investigation of incompressible flow in two -dimensional diffusers Text. /А. T. Mc Donald, R. W. Fox II Trans. ASME, ser D, Vol. 89,- 1966.-p. 125- 139.

12. Sovran, G. Experimentally Determined Optimum Geometries for Rectilinear Diffusers with Rectangular, Conical or Annular Cross-section Text. / G. Sovran, E. D. Klomp // Fluid Mechanics of internal Flow. -1967. p. 270 - 319.

13. Liepe, F. Investigation in to the Behavior of Flows with Rotation in Conical Diffusers Text. / F. Liepe // Maschinen ban Technik, 1963. vol.12, no.3, p. 137.

14. Renequ, L. R. Performance and Design of Straight, Two-Dimensional Diffusers Text. / L. R. Renequ, J. P. Johnston, S.J. Kline // Trans. ASME, ser D, vol 89,- 1967.-p. 141 150.

15. Stratford, B. S. The Maxmum Pressure Rise Attainable in Subsonic Diffusers Text. / B. S. Stratford , H. I. R. Tubbs // Aeronaut. Sos., vol. 69, 1965. № 652,-p. 275-278.

16. Miller, D. S. Internal Flow Systems. BHRA Fluid Engineering Text. / D. S. Miller. Cranfied, U. K., 1978.

17. Майорова, А. И. Методика и результаты расчетов течений в каналах с внезапным расширением Текст. / А. И.Майорова, В. И. Ягодкин // Труды ЦИАМ. .-№883,- 1979.- 16 с.

18. Полякова, М. В. Связь неравномерности поля температуры газа на выходе из кольцевых камер сгорания ГТД с потерями полного давления в них Текст. / М. В. Полякова // Труды ЦИАМ. - № 987. - 1982.

19. Демидов, С. А. Исследование гидравлических потерь в диффузорах камер сгорания ГТД Текст. / С. А. Демидов // Труды ЦИАМ. - М.: 1965. -С. 29.

20. Dennian, P. A. Aerodynamic evaluation of double annular combustion systems Text. / P. A. Denman // ASME paper GT-2002-30465. 9 p.

21. Walker, A. D. Proceedings of ASME TURBO EXPO 2003 Power for Land, Sea and Air. Text. / A. D. Walker, P.A. Denman, J. J. Mc Guirk // ASME paper GT-2003-38406.- 10 p.

22. Kline, S. J. Some new mechanisms and conception of stall including the behavior of vaned and unvaned diffusers Text. / S. J. Kline // NAC A PR MD-1. -1957.- 114 p.

23. Демидов, С. А. Исследование гидравлических потерь в диффузорах камер сгорания ГТД Text. / С. А. Демидов // Труды ЦИАМ. - №321. - 1958. -29 с.

24. Бекнев В. С. Газовая динамика газотурбинных и комбинированных установок Текст. / В. С. Бекнев, О. М. Панков , Р. А. Янсон . М.: Машиностроение, 1973. - 392 с.

25. Cockrell, D. J. A Review of the Literature on Subsonic Fluid Flow through Diffusers Text. / D. J. Cockrell, A.L. King // the British Hydromechanics Research Association, TN 902, 1967.

26. Heskestad, G. Further Experiments with suction at a Sudden Enlargement in a Pipe Text / G. Heskestad // J.Basic Eng. Vol. 92, 1970. no. 3, p. 437- 449.

27. Adkins, R. C. A short Diffuser with Low Pressure Loss Text. / R. C. Adkins // J. Fluids Eng. 1975. - p. 297 - 302.

28. Adkins, R. C. The Hybrid Diffuser Text. / R. С Adkins, D. S. Matharu , J. O. Yost // ASME Paper 80 GT- 36, 1980.

29. Juhasz, A. J. Performance of High Area Ratio Annular Dump Diffuser Using Suction- Stabilized Vortex Flow Control Text. / A. J. Juhasz, J. M. Smith // NASA TMX-3535. 1977.-35 P.

30. Lefebvre, A. H. Gas turbine combustion Text. / A. H. Lefebvre. UK.: Taylor and Francis, 1998. - 401 p.

31. Идельчик, И. E. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. Текст. / И. Е. Идельчик. М.: Машиностроение, 1973. - 559 с.

32. Дейч, М. Е. Газодинамика диффузоров и выходных патрубковтурбомашин Текст. / М. Е. Дейч, А. Е. Зарянкин. М.: Энергия, 1970. - 384 с.

33. Абрамович, Г. Н. Прикладная газовая динамика Текст. / Г. Н. Абрамович. -М.: Наука, 1991.-600 с.

34. Klein, A. Characteristics of combustor diffusers Text. / A. Klein // Progress in Aerospace Science. vol. 31. - 1995. - P. 171 - 271.

35. Fishenden, C. R. The performance of annular combustor dump diffusers Text. / C. R. Fishenden, S. J. Stevens // Journal of aircraft. vol. 10. - 1977. - P. 60 -67.

36. Hestermann, R. Flow field and performance characteristics of combustor diffuser: a basic study Text. / R. Hestermann, S. Kim, A. BenKahled, S. Wittig //Trans. ASME. vol. 117. - 1995. - P. 686 - 694.

37. Stevens, S. J. The influence of inlet conditions on the performance of annular diffusers Text. / S. J. Stevens, G. J. Williams // Journal of Fluids Engineering. vol. 102. - 1980. - P. 357 - 363.

38. Adkins, R. C. A configuration to improve the aerodynamics and scope of can-annular combustors Text. / R. C. Adkins, D. Binks // ASME Paper 83-GT-37. -1983.- 16 p.

39. Carrotte, L. F. Detailed measurements on a modern dump diffuser Text. / L. F. Carrotte, D. W. Bailey, C. W. Frodsham // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. vol. 117. - № 4. - 1995. - P. 678 - 685.

40. Little, A. R. Predictions of the pressure losses in 2D and 3D model dump diffusers Text. / A. R. Little, A. P. Manners // ASME Paper 93-GT-184. 1993. - 81. P

41. Майорова А. И. Гидравлические характеристики плоского канала с одинарным и двойным уступом Текст. / А. И. Майорова // В сб.: Отрывные течения в камерах сгорания. М.: ЦИАМ, 1987. - С. 23 - 35.

42. Майорова А. И. Неединственность решений задач отрывных течений Текст. / А. И. Майорова, А. А. Свириденков, В. И. Ягодкин // В сб.: Отрывные течения в камерах сгорания. М.: ЦИАМ, 1987. — С. 36 - 48.

43. Inoue, К. Flow behavior in the dump diffuser combustor with a split flow effects of inclined wall in a sudden expansion region Text. / K. Inoue, T. Fukada, T. Shizawa, S. Honami // ASME Paper FEDSM 2002 11020. - 2002. - 14 p.

44. Shyy, W. A further assessment of numerical annular dump diffuser flow calculations Text. / W. Shyy // AIAA Paper 85-1441. 1985. - 12 p.

45. Homani, S. Improvement of aerodynamic performance of a combustor dump diffuser using inclined walls Text. / S. Homani, E. Yamazaki, T. Shizawa // ASME Paper GT-2000-30090. 2000. - 10 p.

46. Shyy, W. A numerical study of annular dump diffuser flows Text. / W. Shyy // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. vol. 53. - 1985. -P. 47-65.

47. Веретенников, С. В. Аэродинамика диффузоров камер сгорания современных ГТД Текст. / С. В. Веретенников, Ш. А. Пиралишвили, Фасил Али Гугсса // Авиакосмическое приборостроение. — 2007. — № 9. С. 9 — 15.

48. Веретенников, С. В. Исследование влияния режимных и геометрических параметров на характеристики отрывного кольцевого диффузора камеры сгорания Текст. / С. В. Веретенников, Фасил Али Гугсса //

49. Авиационная и ракетно-космическая техника с использованием новых технических решений: мат. Международной школы-конференции молодых ученых, аспирантов и студентов им. П.А. Соловьева и В.Н. Кондратьева-Рыбинск: РГАТА 2006. - Ч. 3. - С. 99 - 102.

50. Schubauer, G. В. Investigation of separation of the turbulent boundary layer Text. / G. B. Schubauer, P. S. Klebanoff// NACA TR-1030. 1949. - 20 p.

51. Gruschwitz, E. The process of separation in the turbulent friction layer Text. / E. Gruschwitz // NACA TM-699. 1933. - 10 p.

52. Zaman, К. B. Some observation on transitory stall in conical diffuser data Text. / К. B. Zaman, M. D. Dahl //NASA-IM-102387. 1990. - 12 p.

53. Tornblom, O. Experimental and computational studies of turbulent separating internal flows Text. / O. Tornblom / Doctoral Thesis in Fluid Mechanics. Stockholm: Universitetsservice US AB, 2006. - 187 p.

54. Козлов, В. В. Физика структуры потоков. Отрыв потока Текст. / В. В. Козлов // Соросовский образовательный журнал. — № 4. 1998. - С. 86 — 94.

55. Lim, J. A singular value analysis of boundary layer control Text. / J. Lim, J. Kim // Phisics of fluids.-vol. 16. № 6. - 2004. - P. 1980- 1988.

56. Hoffmann, J. A. The influence of free-stream turbulence on turbulent boundary layers with mild adverse pressure gradients Text. / J. A. Hoffmann, S. M. ICassir, S. M. Larwood//NASA CR-184677. 1988. - 54 p.

57. Hoffmann, J. A. Effects of free-stream turbulence on diffuser performance Text. / J. A. Hoffmann // Journal of Fluids Engineering. vol. 103. - 1981. - P. 385 -390.

58. Biebel, W. J. Low-pressure boundary-layer control in diffuser and bends Text. / W. J. Biebel // NACA ARR-L5C24. 1945. - 40 p.

59. Stafford, W. W. Investigation of a short-annular-diffuser configuration utilizing suction as a means of boundary-layer control Text. / W. W. Stafford, J. T. Higginbotham // NACA TN-3996. 1957. - 34 p.

60. Juhasz, A. J. Preliminary investigation of diffuser wall bleed to controlcombustor inlet airflow distribution Text. / A. J. Juhasz, J. D. Holdeman // NASA TND-6435.- 1971.- 17 p.

61. Майорова, А. И. Применение отсоса воздуха для изменения характеристик диффузоров с внезапным расширением Текст. / А. И. Майорова // В сб.: Отрывные течения в камерах сгорания. М.: ЦИАМ, 1987. - С. 66 - 70.

62. Walker, A. D. Experimental and computational study of hybrid diffusers for gas turbine combustors Text. / A. D. Walker, P. A. Denman, J. J. McGuirk // ASME Paper GT-2003-38406. 10 p.

63. Иевлев, В. M. Численное моделирование турбулентных течений Текст. / В.М. Иевлев. М.: Наука, 1990. - 216 с.

64. Андерсон, Д. Вычислительная гидромеханика и теплообмен Текст. / Д. Андерсон, Дж.'Таннехилл, Р. Плетчер. М.: Мир,' 1990. - 384 с.

65. Киреев, В. И. Численное моделирование газодинамических течений Текст. / В. И. Киреев, А. С. Войновский. М.: Издательство МЭИ, 1991. - 254 с.

66. DalBello, Т. Computational study of separating flow in a planar subsonic diffuser Text. / T. DalBello, V. Dippold Th., N. J. Georgiadis // NACA TM-2005-213894.-21 p.

67. Stoke, M. Direct numerical simulation of a separated turbulent boundary layer Text. / M. Stoke, D. S. Henningson // J. Pluid Mech. vol. 471. - 2002. - P. 107- 136.

68. Седов, JI. И. Методы подобия и размерности в механике Текст. / JL И. Седов. М.: Наука, 1977. - 440 с.

69. Горлин, С. М. Аэромеханические измерения. Методы и приборы Текст. / С. М. Горлин, И. И. Слезингер. М.: Наука, 1964. - 720 с.

70. Повх, И. JI. Аэродинамический эксперимент в машиностроении. Текст. / И. Л. Повх. М. - Л., изд. «Машиностроение». 1965. - 480 с.

71. Лойцянский, Л. Г. Механика жидкости и газа Текст. / Л. Г. Лойцянский. М.: Дрофа, 2003. - 840 с.

72. Peters, H. Conversion of energy in cross-sectional divergences under different conditions of inflow Text. / H. Peters // NACA TM 737. 1934. - 25 p.

73. Патанкар, С. Тепло- и массообмен в пограничных слоях Текст. / С. Патанкар, Д. Сполдинг. -М.: Энергия, 1971. 128 с.

74. Kunz, R. С. Turbulent boundary-layer growth in annular diffusers Text. / R. C. Kunz // Trans. ASME. vol. 87. - 1965. - 535 p.

75. Алексин, В. А. Численный расчет турбулентного пограничного слоя с резким изменением граничных условий Текст. / В. А. Алексин, В. Д. Совершенный // Турбулентные течения. М.: Наука, 1977. - С. 55 - 63.

76. Vujicic, М. Calculation of the turbulent flow in a plane diffuser by using the integral method Text. / M. Vujicic, C. Crnojevic // Trans. FME. №31. - 2003. -P. 69-74.

77. Stanitz, J. Design of two-dimensional channels whit prescribed velocity distributions along the channel wall diffusers Text. / J. Stanitz // NACA TN-2593. -1952.-33 p.

78. Sajben, M. Criterion for the detachment of laminar and turbulent boundary layers Text. / M. Sajben, Y. Liao // AIAA J. vol. 33. - № 11. - 1995. - P. 2114 -2119.

79. Крайко, А. Н. Газовая динамика. Избранное Текст.: в 2-х томах / А. Н. Крайко, А. Б. Ватажин, А. Н. Секундов. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. 720 с.

80. Castillo, L. Separation criterion for turbulent boundary layers via similarity analysis Text. / L. Castillo, X. Wang, W. K. George // ASME Journal of Fluids Engineering. vol. 126. - 2004. - P. 297 - 304.

81. Stratford, B. S. The prediction of separation of the turbulent boundary layer Text. / B. S. Stratford // J. Fluid Mech. vol. 5. - 1959. - P. 1 - 16.

82. Senoo, Y. Prediction of flow separation in a diffuser by a boundary layer calculation Text. / Y. Senoo, M Nishi //ASME J. Fluid Eng. vol. 99. -1975. - P. 379-389.

83. Smith, J. M. Performance of a Vortex Controlled Diffuser in an Annular Swirl can Combustor at inlet Mach Numbers up to 0,53 Text. / J. M. Smith// NASA TP- 1452.- 1979.-15 p.

84. Дейч, M. E. Техническая газодинамика Текст. / M. Е. Дейч. М. Л.: Госэнергоиздат, 1961. - 690 с.

85. Адлер, Ю. П. Планирование эксперимента при пойске оптимальг'лх условий Текст. /Ю. П. Адлер, Е. В. Мркова, Ю. В. Грановский. М.: Наука, 1971.-286 с.

86. Гриценко, Е. А. Некоторые вопросы проектирования авиационных газотурбинных двигателей Текст. / Е. А. Гриценко, В. П. Данильченко, С. В. Лукачев, Ю. Л. Ковылов, В. Е. Резник, Ю. И. Цыбизов. Самара: СНЦ РАН. 2002. - 527с.

87. Мингазов, Б. Г. Камера сгорания газотурбинных двигателей. Конструкция, моделирование процессов и расчет Текст. / Б. Г. Мингазов. — Казань: Издательство Казанского технического университета, 2006. 220с.