автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.12, диссертация на тему:Исследование и разработка методов повышения эффективности работы первой ступени осевого компрессора ГТУ с регулируемым входным направляющим аппаратом

Седунин Вячеслав Алексеевич

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ПЕРВОЙ СТУПЕНИ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА ГТУ С РЕГУЛИРУЕМЫМ ВХОДНЫМ НАПРАВЛЯЮЩИМ АППАРАТОМ

Специальность 05.04.12 - Турбомашины и комбинированные турбоустановки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 9 СЕН 2011

Екатеринбург - 2011

4853625

Работа выполнена в ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» на кафедре «Турбины и

двигатели»

заведующий кафедрой «Турбины и двигатели» УрФУ, доктор технических наук, профессор, действительный член Академии инженерных наук РФ

Бродов Юрий Миронович

доцент кафедры «Турбины и двигатели» УрФУ, кандидат технических наук Комаров Олег Вячеславович

заведующий кафедрой "Механика многофазных систем" Тюменского государственного

университета, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Шабаров Александр Борисович

заведующий кафедрой "Сооружение и ремонт нефтегазовых объектов" Тюменского

государственного нефтегазового университета, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, почетный работник газовой промышленности Иванов Вадим Андреевич

Ведущая организация: ЗАО «Уральский турбинный завод», г. Екатеринбург

Защита состоится 14 октября 2011г. в 12е2 на заседании диссертационного совета Д 212.285.07 при ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» по адресу: 620002, г. Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 5, ауд. Т-703.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина».

Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью организации, просим направлять по адресу: 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, УрФУ, учёному секретарю университета. Тел.: (343) 375-45-74, 375-48-51, факс: (343) 375-94-62, e-mail: d21228507@gmail.com. lerr@bk.ru

Автореферат разослан « 01» сентября 2011 г.

Ученый секретарь 4

диссертационного совета, д-р. техн. наук. —urtfl Аронсон К.Э.

Научный руководитель:

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. На сегодняшний день повышение эффективности турбомашин на переменных режимах работы является одной из приоритетных задач производителей и потребителей энергетического оборудования. Для стационарных газотурбинных установок (ГТУ) средней и большой мощности, работающих с постоянной частотой вращения компрессорного вала, большой резерв в повышении их эффективности заключается в рациональном использовании регулируемого входного направляющего аппарата (РВНА) осевого компрессора (ОК), обеспечивающего регулирование расхода воздуха.

С началом широкого применения одновальных энергетических ГТУ в

парогазовых установках (ПГУ) поддержание постоянной температуры выхлопных газов на выходе из турбины во всём диапазоне мощностей стало иметь ещё большее значение. Без регулирования расхода циклового воздуха температура газов за ГТУ изменяется существенно, что может приводить к работе паровой турбины в составе ПГУ на скользящих параметрах пара, сопровождающихся снижением ресурса лопаточного аппарата паровой турбины. Таким образом, необходимо эффективное управление температурой продуктов сгорания за ГТУ, которое можно реализовать с помощью регулируемого входного направляющего аппарата осевого компрессора.

Как правило, изменение расхода воздуха через компрессор, работающий с постоянной частотой вращения, в первую очередь определяется положением лопаток РВНА, а все последующие поворотные венцы служат для лучшего согласования проходных сечений. В связи с этим исследование возможностей эффективного регулирования компрессора и ГТУ в целом при помощи одного венца поворотных лопаток (РВНА) представляет наибольший интерес. Конструкции ОК с одним поворотным направляющим аппаратом широко распространены как в приводных, так и в энергетических ГТУ.

Применение РВНА в широком диапазоне изменения углов установки лопаток сопровождается снижением КПД проточной части осевого компрессора, что не позволяет максимально эффективно реализовать принцип

количественного регулирования. В некоторых случаях это приводит к недопустимому снижению запаса газодинамической устойчивости компрессора (известны случаи аварийных остановов ГТУ, в том числе с разрушением лопаточного аппарата компрессора).

В этой связи актуальность работы, определяющая её цели и задачи, заключается во всестороннем исследовании возможных способов повышения эффективности и газодинамической устойчивости работы первой ступени осевого компрессора с регулируемым входным направляющим аппаратом во всём диапазоне переменных и переходных режимов.

Цель работы: повышение эффективности работы первой ступени осевого компрессора ГТУ с регулируемым входным направляющим аппаратом. Для достижения указанной цели поставлены и решены следующие задачи:

1. Исследовать характерные особенности работы первой ступени осевого компрессора, регулируемого только одним рядом поворотных лопаток статора - РВНА. Определить критические параметры, определяющие диапазон регулирования, а также влияющие на эффективность работы ступени на переменных режимах.

2. Разработать рекомендации по проектированию входной ступени осевого компрессора стационарной ГТУ, работающей с постоянной частотой вращения компрессорного вала.

3. Разработать алгоритм проектирования осевой компрессорной ступени с РВНА для максимально широкого диапазона возможных параметров ступени с учётом выработанных рекомендаций.

4. Выполнить расчётное исследование с целью оценки эффективности и обоснованности предложенных рекомендаций на основе численного решения уравнений Навье-Стокса в трёхмерной постановке.

Научная новизна работы определяется тем, что:

1) разработана математическая модель процесса сжатия воздуха в компрессорной ступени, позволяющая оценить эффективность работы ступени при частичном и максимальном прикрытии лопаток РВНА;

2) на основании разработанной математической модели обоснованы пределы эффективной работы первой ступени осевого компрессора с РВНА при постоянной частоте вращения, необходимые для реализации программ управления ГТУ с поддержанием постоянной температуры на выходе из турбины;

3) рассмотрена целесообразность применения различных законов радиального равновесия в ступени с поворотными лопатками ВНА и обоснован выбор оптимального закона в зависимости от характеристических параметров ступени и предполагаемых режимов работы ОК;

4) разработан метод и реализован автоматизированный алгоритм проектирования осевой компрессорной ступени с РВНА, предусматривающий одновременный расчёт ступени более чем на один режим работы.

Достоверность и обоснованность результатов работы обеспечена:

- использованием в процессе выполнения работы в качестве базовых наиболее современных апробированных и научно обоснованных программ и методик на основе численного трёхмерного анализа течений в лопаточных

аппаратах турбомашин;

- верификацией разработанного метода проектирования на хорошо отработанных модельных ступенях.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Выработаны рекомендации по проектированию входной компрессорной ступени с регулируемым входным направляющим аппаратом в части выбора геометрических и газодинамических параметров.

2. Разработан и реализован метод проектирования ступени осевого компрессора с РВНА, предназначенной для высокоэффективной работы в качестве первой ступени ОК энергетических и приводных ГТУ.

3. Отработана методика расчёта компрессорной ступени из условия эффективной работы на нескольких режимах, что позволит повысить экономичность осевых компрессоров на переменных режимах работы.

4. На основании отработанной методики предложены конструктивные мероприятия по модернизации первой ступени осевого компрессора

приводной газотурбинной установки ГТК 25ИР, позволяющие улучшить работу компрессора на переменных режимах.

Личный вклад автора заключается в научно-техническом обосновании поставленных целей и задач исследования, разработке математической модели исследуемой ступени, постановке и проведении расчётных исследований, направленных на выполнение поставленных задач; в разработке метода и автоматизации алгоритма пространственного проектирования компрессорной ступени, работающей в широком диапазоне углов установки лопаток РВНА; в обработке и анализе полученных результатов, а также разработке соответствующих рекомендаций.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Результаты расчётов и их анализ, свидетельствующий о возможности создания первой ступени осевого компрессора с РВНА, работающей с высокой эффективностью и достаточным запасом газодинамической устойчивости в широком диапазоне изменения расхода воздуха в ОК за счёт регулирования положения лопаток РВНА.

2. Рекомендации по проектированию первой ступени осевого компрессора с РВНА, рассчитанной на работу при одновенечном регулировании расхода воздуха в режиме реального времени.

3. Метод проектирования компрессорной ступени, работающей с постоянной частотой вращения в широком диапазоне углов установки лопаток РВНА.

4. Автоматизированный алгоритм проектирования первой ступени, позволяющий в короткие сроки получить геометрическую модель модернизированной или вновь создаваемой ступени и в последующем верифицировать её в программном комплексе вычислительной газодинамики.

Апробация работы. Основные результаты исследований, изложенные в диссертации, были представлены на:

■ LIII научно-технической сессии РАН по проблемам газовых турбин

(Москва, 2006);

■ Четырнадцатом международном симпозиуме «Потребители-

производители компрессоров и компрессорного оборудования» (Санкт-

Петербург, 2008);

б

■ XIII Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Газотурбинные и комбинированные установки и двигатели» (Москва, 2008);

■ 1М научно-технической сессии РАН по проблемам газовых турбин,, (Пермь, 2009);

■ III Международной конференции «Газотранспортные системы: настоящее и будущее» (Москва, 2009);

■ Пятнадцатом международном симпозиуме «Потребители-производители компрессоров и компрессорного оборудования» (Санкт-Петербург, 2010).

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы используются ЗАО «Уральский турбинный завод» в процессе проектирования и модернизации ОК приводных и энергетических ГТУ. Результаты работы используются в учебном процессе подготовки специалистов, бакалавров и магистров Уральского федерального университета.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, из них 4 статьи в реферируемых изданиях по списку ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения по работе, списка использованной литературы, включающего 153 наименования. Работа изложена на 187 страницах, содержит 53 рисунка и 15 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы его цель и основные задачи, показаны научная и практическая значимость результатов.

В первой главе приведён аналитический обзор литературных источников, которые посвящены вопросам эксплуатации энергетических и приводных ГТУ с регулированием расхода циклового воздуха через компрессор, современным методикам проектирования и расчёта осевых компрессоров, а также экспериментальному исследованию осевых компрессорных ступеней на различных режимах работы. Исходя из

проведённого анализа литературных данных, с учётом поставленных целей сформулированы основные задачи исследования.

Во второй главе представлена физико-математическая модель для одно- и двухмерного анализа поведения ступени на режимах с прикрытыми лопатками РВНА. Модель построена на основании классического подхода, связанного с решением диаграммы скоростей, как на номинальном, так и на переменном режиме. Расчёты на переменном режиме по.среднему радиусу проводились на основании модели, представленной на рис. 1. Основным допущением данной модели является то, что угол входа в рабочее колесо Р] изменяется в достаточно узком диапазоне при изменении угла установки лопаток РВНА. Это позволило считать р! постоянным. Такое допущение считается возможным лишь для среднего радиуса.

Рис. 1. Построение треугольников скоростей для регулируемой ступени. Сплошные линии - номинальный режим, пунктир - прикрытие лопаток ВНА

Для качественной оценки эффективности диффузорной решётки на этапе одномерного расчёта принято возможным использовать фактор диффузорности Либляйна и соответствующую распространённую методику.

Алгоритм расчёта на номинальном и переменном режиме был полностью автоматизирован, что позволило при задании исходных параметров ступени получать ключевые параметры на нескольких режимах работы. В соответствии с целями исследования все расчёты на каждом из этапов работы проводились следующим образом:

- для каждого набора значений характерных параметров проектируется компрессорная ступень, которая затем подлежит исследованию;

- оптимизация компрессорной ступени изначально ведётся с учётом её работы во всём диапазоне положений РВНА.

Большинство расчётов на всех стадиях работы проведено, как правило, для крайних положений РВНА: 0 и 100% максимального прикрытия поворотных лопаток. При этом ступень изначально проектируется на заданные параметры с номинальным положением лопаток РВНА. Диапазон

характерных параметров ступени принят в следующих пределах:

— £

■ коэффициент расхода: с„ ~~ = 0,35-1,00;

_ и

■ коэффициент теоретического напора: Нет = = 0,25-0,45;

■ угол входа потока в РК в абсолютном движении: а1 - 70-90°.

Известно, что при соответствующем профилировании и ориентации профиля в потоке возможно обтекание профиля с минимальным уровнем потерь в диапазоне изменения угла входа в решётку до 10-15 градусов. Границы этого диапазона определяются газодинамическими (число Маха) и геометрическими (радиус входной кромки) параметрами. В качестве примера на рис. 2 представлены кривые, соответствующие основным параметрам ступени, при которых отклонение потока на входе в НА первой ступени получено на уровне 12 градусов относительно номинального режима при снижении расхода до 70% от номинального за счёт соответствующего прикрытия лопаток РВНА. Из рисунка видно, что при одинаковом расходе меньший коэффициент напора в ступени соответствует меньшему углу а1ном для сохранения 1НА1 в указанном диапазоне.

В то же время известно, что при заданных характеристиках на среднем диаметре и известной геометрии требуемые параметры по радиусу для реальной ступени могут быть определены из условия радиального равновесия.

Her

0,65 0,55 0,45 0,35 0,25

0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,SO c¡¡

Рис. 2. Линии, соответствующие углу атаки на лопатках направляющего аппарата ¿hai=12° в элементарной ступени для различного угла <XiHom

Также на рис. 2 для сопоставления пунктиром представлена кривая, соответствующая закону радиального равновесия в ступени компрессора на номинальном режиме. Эта кривая отражает условие радиального равновесия в ступени, в первом приближении, а именно постоянство по высоте расходной

1

составляющей скорости и теоретической работы. Поскольку са~~,

Нет —-> то эта линия в координатах Нет - с„ будет представлять собой

ветвь параболы, которая может смещаться вдоль осей путём изменения проектных параметров ступени на среднем радиусе.

Результаты проведённого исследования показали, что для обеспечения удовлетворительных условий обтекания по всей высоте лопатки, т.е. поддержания угла атаки на лопатках НА первой ступени в заданном диапазоне (при работе с прикрытым РВНА), необходим переменный по радиусу угол а1иом. Показано, что один из наиболее распространённых способов проектирования первой ступени - с постоянным по радиусу углом выхода из РВНА (из конструктивных соображений) - не может обеспечить удовлетворительную работу ступени при прикрытии лопаток РВНА.

ю

В третьей главе проведен сравнительный анализ работы компрессорных ступеней с различными вариантами проектирования ступени по радиусу на переменном режиме. При расчёте ступени по радиусу получено, что далеко не все законы. радиального равновесия в ступени позволяют сохранять постоянство отдельных параметров ступени на режиме регулирования.

На рис. 3 можно видеть результаты расчёта ступени с втулочным отношением 0,7 на режиме с максимально прикрытыми лопатками РВНА. По вертикальным осям слева представлена шкала теоретической работы в ступени на режиме прикрытия РВНА (в отношении к номинальной работе), а на правой шкале представлены значения углов атаки на лопатках НА первой ступени. На исследуемом режиме расход воздуха принят на уровне 70% от номинального. Расчёты проводились для различных законов радиального

С "Ь С-)

равновесия, которые в общем виде можно представить как: и rm = const,

где показатель степени т лежит в диапазоне т = -1..1. Этот показатель задаёт распределение по высоте параметров потока. Известно, что значение т=1 соответствует постоянству по радиусу угла выхода из ВНА (в случае, если а1ср = 90°). В то же время т = -1 соответствует постоянству по радиусу

степени реактивности.

В ходе исследования установлено, что условие радиального равновесия, принятое на расчётном режиме, практически не выполняется на режиме с прикрытием лопаток РВНА. Однако для каждого сочетания характерных параметров ступени можно определить такой закон радиального равновесия, при котором для режима с максимально прикрытым РВНА будет соблюдаться постоянство по высоте одного из параметров. Показано, что можно обеспечить, например, постоянство по радиусу подводимой работы для крайних положений РВНА. Аналогичным образом возможно и обеспечение постоянства угла атаки на лопатках НА первой ступени и выдерживание этого параметра в пределах указанного диапазона (до 12.. 15 градусов).

и

Рис. 3. Распределение по высоте ступени угла атаки на лопатках направляющего аппарата первой ступени и работы, подводимой на режиме максимального прикрытия РВНА для ступеней, спрофилированных по различным законам

По результатам исследования выработаны рекомендации по проектированию компрессорной ступени с РВНА, установлена взаимосвязь ключевых аэродинамических и геометрических параметров, обеспечивающая максимальную эффективность работы ступени с заданными параметрами.

В четвертой главе представлен разработанный автором автоматизированный алгоритм, позволяющий на основании исходных данных создавать ступень с РВНА, наилучшим образом удовлетворяющую требованиям эффективной работы на двух крайних (в соответствии с положением РВНА) режимах. В процессе работы над алгоритмом реализована возможность корректировки отдельных сечений для учёта, например, неравномерности потока на входе. Кроме того, на основании двухмерного расчёта проводится оценка аэродинамической эффективности ступени на различных режимах, отражается равномерность распределения ключевых параметров по высоте, а также для ступеней с большим втулочным отношением предусмотрена возможность корректировки сечений вблизи меридиональных обводов с целью более точного учёта концевых течений.

Для оценки качества проектируемой ступени и верификации автоматизированного алгоритма использован программный комплекс для численного решения уравнений Навье-Стокса Ашув СРХ 11.0. Созданная трёхмерная модель была успешно импортирована в программный комплекс, далее были выполнены расчёты компрессорной ступени, включая построение расчётной сетки, задание граничных условий, непосредственно расчёт, обработка результатов.

Показано, что разработанный автоматизированный' алгоритм проектирования полностью пригоден для профилирования компрессорных ступеней и может быть использован для дальнейших исследований в области совершенствования осевых компрессоров,

Верификация расчётов в программном комплексе в рамках

исследования проведена на примере расчёта ступени Stage 35. Результаты

испытаний по семейству ступеней 35,36,37,38 широко используются

компаниями-разработчиками для верификации CFD-кодов. Сравнительные

расчёты проводились для нескольких типов сеток, нескольких моделей

турбулентности, а также с учётом радиальных зазоров. Автором сформирован

• принцип задания граничных условий, а также определены параметры расчёта

компрессорной ступени в зависимости от режима её работы. По результатам

анализа влияния различных параметров расчёта на точность полученных

результатов сформирован подход, который в дальнейшем использован при

расчётном анализе проектируемой ступени, а также возможной реальной

конструкции. Сопоставление расчётных данных с результатами эксперимента

представлено на рис. 4.

Рис. 4. Сопоставление расчётных данных с результатами эксперимента (а) - по степени повышения полного давления, (6) - по адиабатическому КПД

Установлено, что результаты расчётов находятся в хорошем согласовании с результатами экспериментов, а полученное отклонение (в пределах 1..2%) соответствует как максимально достижимой точности самого расчёта, так и точности проведённого эксперимента. Наибольшие отклонения

13

имеют место вблизи границы устойчивой работы ступени. Расхождения между экспериментальными и расчётными данными в рабочей точке составили:

- на номинальной частоте вращения ротора ОК не более 0,5% по степени повышения давления и 0,4% - по значению адиабатического КПД;

- на частоте вращения 90% от номинальной - 0,7% и 1,1% соответственно;

- на частоте вращения 70% - 0,9 и 1,2% соответственно.

Таким образом, разработанный автоматизированный алгоритм можно использовать для расчётного исследования и трёхмерной оптимизации входной компрессорной ступени с РВНА осевого компрессора в широком диапазоне рабочих режимов с возможностью прикрытия лопаток РВНА.

В пятой главе представлены результаты расчётного исследования входной ступени осевого компрессора газотурбинной установки ГТК-25И двух типов: 1) исходная конструкция; 2) ступень, спроектированная на основании метода, выработанного в ходе представленного исследования.

Результаты пространственного расчёта этих ступеней подтверждают выводы, сделанные при двухмерном исследовании. Так, например, работа исследуемых ступеней на режиме с полностью прикрытыми лопатками РВНА существенно отличается для этих вариантов, что показано на рисунках 5 и 6. На рис. 5 можно видеть распределение по радиусу полного избыточного давления на выходе из ступени. Распределение давлений представлено для обоих вариантов исследуемых ступеней на номинальном режиме (справа), а также на режиме с полностью прикрытыми лопатками РВНА (слева). Видно, что у ступени-прототипа наблюдается существенная неравномерность на переменном режиме работы. Полное давление на выходе из ступени с прикрытыми лопатками РВНА для ступени-прототипа существенно снижается в области корневого сечения и до 45% высоты ступени. Установлено, что в области корневого сечения на высоте до 0,4 от высоты канала на лопатках направляющего аппарата ступени-прототипа имеет место срыв потока с

поверхности лопаток (рис.6). Очевидно, что подобные отрывные течения носят нестационарный характер и в свою очередь существенно влияют на эффективность процесса сжатия и прочность лопаток. Особенно этот процесс опасен в связи с консольным закреплением лопаток направляющего аппарата первой ступени.

г

1 ОГК 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0

Рис. 5. Распределение по высоте полного давления на выходе из ступени: пунктир -спроектированная ступень

В то же время для спроектированной ступени удалось обеспечить

равномерность параметров по высоте во всём диапазоне положений РВНА.

Рис. 6. Распределение числа Маха в корневом сечении ступени на режиме 70% от номинального расхода. Слева - ступень-прототип, справа - спроектированная ступень

Следующим этапом сравнительного анализа стало построение характеристики ступени в координатах расход-напор в соответствии с положением лопаток РВНА. На рис. 7 представлены дроссельные

характеристики двух ступеней, полученные расчётным путём. Кривые построены для трёх режимов работы:

- РВНА полностью открыт (номинальная изодрома);

- лопатки РВНА прикрыты таким образом, чтобы обеспечить максимальную степень повышения давления при 85% от номинального

расхода воздуха;

- аналогично для 70% от номинального расхода воздуха.

Показано, что благодаря более эффективной работе в корне спроектированной ступени на переменных режимах работы, а также за счёт выравнивания теоретической подводимой работы по высоте удалось достигнуть более высокой степени повышения давления в ступени по сравнению со ступенью-прототипом. Так, степень повышения давления при 70% от номинального расхода воздуха для спроектированной ступени на 5% выше, чем для ступени-прототипа.

—5 V .100% 1,4 )

/ * \\ \ 100 №

X N и 70% -Г --ч 85%

\\ 1.2 У

'''ю 90 100 110 120 е,кг/с д ^ т 0>85 0>90 _0Л95_

а) ........'......... ....._........................ б)

Рис 7 Дроссельные характеристики исследуемых ступеней в координатах расход-напор (а) и КПД-напор (6) для двух положений лопаток РВНА. Пунктир - спроектированная ступень

Отдельно следует отметить улучшение эффективности работы ступени на номинальном режиме. На рис. 7 можно видеть, что для спроектированной ступени кривая КПД проходит несколько правее, что можно объяснить использованием иного закона радиального равновесия, позволяющего получить меньшие числа Маха на периферии и, как следствие, меньшие потери, связанные с трансзвуковым обтеканием в сравнении со ступенью-

16

прототипом. Полученный результат свидетельствует не только о сохранении параметров ступени на номинальном режиме, но и о повышении экономичности работы ступени.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Разработана математическая модель компрессорной ступени с РВНА, позволяющая оценить её эффективность на рабочих режимах эксплуатации. Модель составлена с использованием отработанных методик проектирования компрессорной ступени, а также рекомендаций по определению аэродинамических параметров ступени на режимах, отличных от номинального.

2. На основании выполненных численных исследований доказано, что однорядное регулирование осевого компрессора при постоянной частоте вращения ротора имеет существенный потенциал в повышении эффективности.

3. Доказана необходимость повышения запаса газодинамической устойчивости первых ступеней на режимах с полностью прикрытыми лопатками РВНА.

4. Вариантные расчёты компрессорной ступени с РВНА на основе разработанной автором математической модели позволили обосновать необходимость использования переменного по высоте профиля лопаток РВНА, а также специального профилирования первой ступени осевого компрессора.

5. Проведён двухмерный расчёт компрессорной ступени с РВНА с произвольной закруткой на номинальном и переменном режиме во всём диапазоне углов прикрытия лопаток РВНА. Исследованы принципы работы и проведена многофакторная оптимизация такой компрессорной ступени.

6. Разработан метод и алгоритм, предназначенный для создания пространственных моделей лопаточных венцов компрессорной ступени в

формате координат поверхности лопаток, в котором предусмотрена возможность учёта ограничений, накладываемых задачами проекта.

7. Отработан и верифицирован автоматизированный алгоритм пространственного расчёта течения воздуха в осевой компрессорной ступени с использованием программного комплекса, основанного на численном решении уравнений Навье-Стокса.

8. По результатам исследования выработаны рекомендации по проектированию первой ступени осевого компрессора, работающего с постоянной частотой вращения и регулируемого поворотом лопаток входного направляющего аппарата.

9. Результаты работы могут быть применены как для существующих, так и для вновь проектируемых осевых компрессоров, работающих с постоянной частотой вращения компрессорного вала. Наибольшую актуальность подобный способ регулирования имеет для повышения манёвренности и эффективности современных ГТУ в составе ПГУ.

10. Полученные принципы проектирования компрессорной ступени с РВНА могут быть распространены и на проектирование входной группы ступеней с несколькими поворотными венцами. При этом использование выработанных рекомендаций позволит снизить количество поворотных венцов при сохранении требуемого диапазона регулирования расхода и эффективности. Для существующих конструкций применение подобных принципов позволит существенно расширить диапазон регулирования, а также эффективность работы входной группы ступеней на переменных режимах работы.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1.0 регулировании осевого компрессора с постоянной частотой вращения в парогазовых энергетических установках / Б.С.Ревзин, А.В.Рожков, А.В .Скороходов, В.А.Седунин // Тезисы докладов LUI научно-технической сессии по проблемам газовых турбин. М., РАН. 2006. С. 99-101.

2. Развитие работ по совершенствованию параметров входной регулируемой ступени осевого компрессора / Б.С.Ревзин, А.О.Прокопец, АЛЛарамонов, В.А.Седунин // Труды симпозиума «Потребители-производители компрессорного оборудования - 2008». Санкт-Петербург: Издательство Санкт-Петербургского государственного политехнического

университета, 2008. С.163-168.

3.Ермолаев В.В. К вопросу об эксплуатации ГТЭ-45 на режимах частичной мощности / ВВЕрмолаев, Ю.А.Русецкий, В.А.Седуиин // Газотурбинные технологии. 2008. №7 (68), сентябрь С. 14-16.

4. Ермолаев В.В. Исследование эффективности использования установки ГТЭ-45 на режимах частичной мощности / В.В.Ермолаев, Ю.А.Русецкий, В.А.Седунин // тезисы докладов научно-технической конференции «Газотурбинные и комбинированные установки и двигатели», Москва, 29-31

октября 2008 г. М., 2008. С. 39-40.

5. Ревзин Б.С. Оптимизация геометрических и аэродинамических параметров входной регулируемой ступени осевого компрессора энергетической ГТУ / Б.С.Ревзин, В.А.Седунин, АЛЛарамонов // тезисы докладов научно-технической конференции «Газотурбинные и комбинированные установки и двигатели», Москва, 29-31 октября 2008 г. М., 2008. С. 77-78.

6. Rusetskii Yu. A. Numerical Investigation of GTE-45 Gas Turbine Unit Operation at Partial Load Regimes / Yu.A.Rusetskii, V.A.Sedunin, V.V.Ermolaev //

Thermal Engineering. 2009. Vol. 56, No. 4. pp. 290-292.

7. Русецкий Ю.А. Расчётное исследование работы газотурбинной установки ГТЭ-45 на режимах частичной мощности / Ю.А.Русецкий, В.А.Седунин, В.В.Ермолаев // Теплоэнергетика. 2009. №4. С. 23-25.

8.0 рациональности конструкторских решений по регулируемому входному направляющему аппарату компрессора ГТУ / Б.С.Ревзин, В.А.Седунин, АЛЛарамонов, А.О.Прокопец // Тяжелое машиностроение 2009.

№4. С. 7-9.

9. Седунин В.А. Исследование возможностей регулирования расхода циклового воздуха с помощью однорядного поворотного направляющего аппарата в одновальной энергетической ГТУ / Седунин В.A.// LVI научно-техническая сессия РАН по проблемам газовых турбин: сборник тезисов докладов. Пермь, 8-10 сентября 2009 г. Пермь, 2009. С.33-36

10. Повышение эффективности работы газотурбинных ГПА, имеющих регулируемый входной направляющий аппарат осевого компрессора / А.О.Прокопец, КХМ.Бродов, О.В.Комаров, В.А.Седунин // тезисы докладов 111 международной конференции «Газотранспортные системы: настоящее и будущее», Москва, 27-28 октября 2009 г., М., 2009. С. 106.

11. Исследование эффективности работы ступени осевого компрессора ГТУ с регулируемым входным направляющим аппаратом на переменных и переходных режимах / Ю.М.Бродов, О.В.Комаров, В.А.Седунин, А.О.Прокопец // труды симпозиума "Потребители-производители компрессорного оборудования -2010". Санкт-Петербург: Издательство Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, 2010. С. 225-228.

12. Проектирование первой ступени осевого компрессора ГТУ, работающей с регулируемым входным направляющим аппаратом / Ю.М.Бродов, О.В.Комаров, В.А.Седунин, А.О.Прокопец // Компрессорная техника и пневматика. 2011. №3. С. 9-12.

13. Вариантные расчеты первой ступени осевого компрессора ГТУ с регулируемым входным направляющим аппаратом / Ю.М.Бродов, О.В.Комаров, В.А.Седунин, А.О.Прокопец // Компрессорная техника и пневматика. 2011. №4. С.29-32.

Подписано в печать 14.08.2011 Бумага типографская. Плоская печать Уч.-изд. л. 1,0 Тираж 100 экз.

Формат 60x84 1/16 Усл. печ.л. 1,39 Заказ 400

Ризография НИЧ ФГАОУ ВПО УрФУ 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Опыт применения однорядного регулирования в осевых компрессорах энергетических ГТУ.

1.1.1 Газотурбинная установка V94.2 Siemens.

1.1.2 Газотурбинная установка ГТД-110.

1.1.3 Газотурбинная установка MS5002B (ГТК 25И).

1.2. Существующие подходы к оценке работы компрессорной ступени с РВНА на режиме частичного расхода.

1.2.1 Определяющие газодинамические и геометрические параметры ступени и отдельных венцов.

1.2.2 Профилирование на среднем радиусе.

1.3. Основные характеристики ступени осевого компрессора.

1.3-.1 Потери энергии в ступени.

1.3.2 Расчёт угла отставания потока.

1.3.3 Критерии удовлетворительной нагруженности венцов и ступени в целом.

1.3.4. Определение границ устойчивой работы компрессорной ступени на режиме с прикрытым ВНА.

1.4. Обзор современных технологий проектирования эффективных компрессорных ступеней.

1.4.1 Классический способ построения плоского профиля компрессорной решётки.

1.4.2. Специальное профилирование. Профили с предписанным распределением скоростей.

1.5. Возможности применения программных комплексов основанных на численном решении уравнений Навье-Стокса.

1.5.1 Обоснование целесообразности применения программного комплекса.

1.5.2 Характерные особенности проведения газодинамического расчёта в Амув СБХ 11.0.

1.6. Постановка задач исследования.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА УТОЧНЁННОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ КОМПРЕССОРНОЙ СТУПЕНИ С РВНА В ОДНОМЕРНОЙ ПОСТАНОВКЕ.

2.1 Одномерное проектирование ступени и её расчёт на режиме максимального прикрытия.

2.2 Оптимизация параметров элементарной ступени с целью уменьшения угла атаки на лопатках направляющего аппарата.

2.3 Уточнение математической модели в одномерной постановке с учётом потерь полного давления в решётке и изменения осевой составляющей скорости.

2.4 Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ДВУХМЕРНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ КОМПРЕССОРНОЙ СТУПЕНИ С РВНА.

3.1 Допущения и ограничения математической модели для двухмерного расчёта компрессорной ступени с РВНА.

3.1.1 Законы радиального равновесия для ступени компрессора.

3.1.2 Распределение параметров по высоте ступени при прикрытии РВНА.

3.2 Разработка математической модели для двухмерного расчёта, анализа и оптимизации компрессорной ступени с РВНА.

3.2.1 Определение закрутки входного направляющего аппарата из условия выбранного параметра т в законе радиального равновесия.

3.2.2 Определение поправки к углу атаки на лопатках направляющего аппарата.

3.3 Исследование и оптимизация работы ступени на переменном режиме с учётом заданного изменения параметров по радиусу.

3.3.1 Вариантные расчёты компрессорной ступени на номинальном режиме.

3.3.2 Исследование работы различных ступеней при прикрытии РВНА. 107 З.З.ЗОптимизация ступени с целью повышения эффективности её работы на переменном режиме.

3.4 Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО АЛГОРИТМА ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОМПРЕССОРНОЙ СТУПЕНИ.

4.1 Система автоматизированного проектирования компрессорной ступени.

4.1.1 Двухмерное профилирование диффузорной решётки.

4.1.2 Построение лопатки на основании полученных двухмерных профилей.

4.2 Верификация 3D методов расчета течения в компрессоре.

4.2.1. Постановка задачи.

4.2.2 Верификация параметров расчётной модели.

4.3 Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5: РАСЧЕТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРВОЙ СТУПЕНИ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ УГЛОВ УСТАНОВКИ РВНА

5.1 Расчётное исследование первой ступени компрессора прототипа.

5.2 Расчётное исследование вновь спроектированной ступени.

5.2.1 Сравнение ступеней на номинальном режиме работы.

5.2.2. Сравнение условий работы исходной и оптимизированной ступени на режиме с расходом 70% от номинала.

5.2 Выводы по главе 5.

Современные требования к экологической чистоте газотурбинных установок, служащих для привода электрических генераторов и нагнетателей природного газа заставляют разработчиков основного и вспомогательного оборудования уделять всё большее внимание работе оборудования на переменных режимах.

Как известно, наиболее простой способ регулирования мощности ГТУ -топливное регулирование. То есть снижение вырабатываемой мощности сопровождается снижением,расхода топлива при сохранении геометрических параметров проточной части. Однако, известно, что наиболее экономичным способом регулирования ГТУ является' количественное регулирование -снижение расхода рабочего тела (циклового^ воздуха) совместно с расходом топливного газа. В этом случае термодинамические параметры цикла, а, следовательно, и теоретический КПД цикла сохраняются на расчётном уровне. Количественное регулирование позволяет снизить расход топливного газа на переменных режимах на 5-6%- относительно, расхода^ при простом топливном регулировании [28]. Наибольший эффект от количественного регулирования достигается при отрицательных температурах атмосферного воздуха [5,11,19].

Изменение расхода циклового воздуха в ГТУ, работающих с постоянной частотой вращения' компрессорного вала (например, энергетические ГТУ), достигается путём прикрытия лопаток регулируемого входного направляющего аппарата осевого компрессора [26,33].

Применение поворотных входных направляющих лопаток в осевом компрессоре стало неотъемлемой частью конструкции современных газотурбинных двигателей. В современных одновальных энергетических установках степень повышения давления в цикле составляет пк = 10. 15 и в 7 ближайшем будущем будет достигать 30.40. При столь высоких параметрах невозможно обеспечить устойчивую работу осевого компрессора во всём диапазоне рабочих и переходных режимов ГТУ без применения дополнительных способов регулирования.

В стационарном газотурбостроении входной направляющий аппарат с поворотными лопатками для осевых компрессоров применяется при тгк > 7.8 в первую очередь, для облегчения запуска и использования на проходных режимах с целью согласования проходных сечений в осевом компрессоре, а значит, для повышения запаса по устойчивой работе на этих режимах [26].

Конструктивные особенности приводных ГТУ, а именно, количество каскадов компрессора, независимость вала нагрузки от вала турбокомпрессора, постоянство частоты вращения вала компрессора определяют поведение установки и изменение её параметров в зависимости от поворота направляющих лопаток в ОК. На сегодня существует великое множество вариантов и комбинаций количества валов и рядов поворотных венцов в компрессоре, и каждый вариант в сочетании с определённой программой регулирования даёт свои результаты в отношении регулирования ГТУ, работы на переходных режимах и манёвренности.

Так в стационарных энергетических ГТУ применяют преимущественно одновальные компрессоры с умеренными степенями повышения полного давления и постоянной частотой вращения. Особенностью такой схемы является изменение расхода через компрессор при повороте лопаток входного направляющего аппарата, сопровождаемое снижением степени повышения давления.

С началом использования одновальных энергетических ГТУ в бинарных парогазовых установках (ПГУ) постоянство температуры выхлопных газов на выходе из турбины в широком диапазоне мощностей стала иметь большое значение. Без регулирования расхода циклового воздуха температура газов за газовой турбиной изменяется в широком диапазоне, что требует применение так называемых скользящих параметров пара, то есть снижения давления пара на выходе из котла утилизатора, чтобы избежать высокой влажности в концевых ступенях паровой турбины. Потребовалось эффективное регулирование температуры за газовой турбиной, которое можно осуществить с помощью регулируемого входного направляющего аппарата (РВНА) осевого компрессора. В настоящее время не все образцы энергетических ГТУ в полной мере удовлетворяют этим требованиям. В таблице 1 приведены пределы изменения температуры выходных газов энергетических ГТУ во всём диапазоне изменения температуры окружающего воздуха.

Как видно из таблицы, у некоторых ГТЭ есть резервы по обеспечению постоянства температуры продуктов сгорания за турбиной при изменении температуры атмосферного воздуха. Кроме того, важным параметров в данном вопросе является глубина эффективного регулирования возможность обеспечения широкого диапазона регулирования рабочих параметров при неполной мощности, при этом необходимо поддерживать на требуемом уровне запас газодинамической устойчивости и высокий КПД» компрессора.

Важно отметить, что расход определяется входным направляющим аппаратом и рабочим колесом первой ступени (для транс- или сверхзвуковой ступени), ПНА ниже по потоку служат лишь для согласования проходных сечений, т.е. для избавления от повышенных углов атаки на лопатках. Пониженная тгк обусловлена в первую очередь снижением нагрузки на первую ступень и снижением КПД проточной части. Однозначно определить зависимость изменения расхода от поворота лопаток РВНА невозможно, поскольку расход определяется программой регулирования в целом, например, так же и прикрытием регулирующего клапана в системе топливоподачи.

Таблица 1.

Изменение температуры выходных газов энергетических ГТУ в зависимости от температуры наружного воздуха (на номинальной нагрузке)

Тип ГТУ Диапазон изменения температуры наружного воздуха, ОТн.в., °С Пределы изменения температуры выходных газов, °С

ГТЭ 150-1100 (ЛМЗ) -25. +30 70

ГТГ-110 («Рыбинские моторы») -40. +45 122

ГТЭ 115-1170 («Турбоатом») -40. +45 76

MS 9001FA (GE) -55. +35 56

V 94.2 (Siemens) -37. +37 31.4

V 64.2 (Siemens) -20. +50 41

V 94.3А (Siemens) -51. +30 22

GT 26 (Alstom) -15. +35 45

GT8C (Alstom) -20. +50 48

GTX 100 (Alstom) -15. +30 24.5

GT13E2 (Alstom) -20. +50 40

Таким образом, вопрос создания эффективной входной регулирующей ступени компрессора для энергетических и других ГТУ с постоянной частотой вращения компрессорного вала является достаточно актуальным и самостоятельным, и заслуживает всестороннего изучения и исследования.

Цель работы: повышение эффективности работы первой ступени осевого компрессора ГТУ с регулируемым входным направляющим аппаратом. Для достижения поставленной цели поставлены и решены следующие задачи:

1. Исследовать характерные особенности работы первой ступени осевого компрессора, регулируемого только одним рядом поворотных лопаток статора - РВНА. Определить критические параметры, определяющие диапазон регулирования, а также влияющие на эффективность работы ступени на переменных режимах.

2. Разработать рекомендации по проектированию входной ступени осевого компрессора стационарной ГТУ, работающей с постоянной частотой вращения компрессорного вала.

3. Разработать алгоритм-проектирования осевой компрессорной ступени с РВНА для максимально, широкого диапазона возможных параметров ступени с учётом выработанных рекомендаций.

4. Выполнить расчётное исследование эффективности и обоснованности предложенных рекомендаций на основе численного решения уравнений Навье-Стокса в трёхмерной постановке.

Научная новизна работы определяется тем, что:

1. разработана математическая модель процесса сжатия воздуха в компрессорной ступени, позволяющая оценить эффективность работы ступени при частичном и максимальном прикрытии лопаток РВНА;

2. на основании разработанной математической модели обоснованы пределы эффективной, работы первой ступени осевого компрессора с РВНА при постоянной частоте вращения, необходимые для реализации программ управления ГТУ с поддержанием постоянной температуры на выходе из турбины;

3. рассмотрена целесообразность применения различных законов радиального равновесия в ступени с поворотными лопатками ВНА и обоснован выбор оптимального закона в зависимости от характеристических параметров ступени и предполагаемых режимов работы ОК;

4. разработан метод и реализован автоматизированный алгоритм проектирования осевой компрессорной ступени с РВНА, предусматривающий одновременный расчёт ступени более чем на один режим работы.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

1. Выработаны рекомендации по проектированию входной компрессорной ступени с регулируемым входным направляющим аппаратом в части выбора геометрических и газодинамических параметров;

2. Разработан и реализован метод проектирования ступени осевого компрессора с РВНА, предназначенной для высокоэффективной работы в качестве первой ступени ОК энергетических и приводных ГТУ;

3. Отработана методика расчёта компрессорной ступени из условия эффективной работы на нескольких режимах, что позволит повысить экономичность осевых компрессоров на переменных режимах работы;

4. На основании отработанной методики предложены конструктивные мероприятия по модернизации первой ступени осевого компрессора приводной газотурбинной установки ГТК 25ИР," позволяющие улучшить работу компрессора на переменных режимах.

Апробация работы. Основные результаты исследований, изложенные в диссертации, были представлены на:

LUI научно-технической сессии РАН по проблемам газовых турбин

Москва, 2006);

Четырнадцатом международном симпозиуме «Потребителипроизводители компрессоров и компрессорного оборудования» (Санкт

Петербург, 2008);

XIII Всероссийской межвузовской научно-технической конференции

Газотурбинные и комбинированные установки и двигатели» (Москва,

2008);

ЬУІ научно-технической сессии РАН по проблемам газовых турбин (Пермь, 2009);

III Международной конференции «Газотранспортные системы: настоящее и будущее» (Москва, 2009);

Пятнадцатом международном симпозиуме «Потребители-производители компрессоров и компрессорного оборудования» (Санкт-Петербург, 2010).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1.0 регулировании осевого компрессора с постоянной частотой вращения в парогазовых энергетических установках / Б.С.Ревзин, А.В.Рожков, А.В'.Скороходов, В.А.Седунин // Тезисы, докладов-. LUI научно-технической сессии по проблемам газовых турбин. М., РАН. 2006. С. 99-101.

2. Развитие работ по совершенствованию параметров входной регулируемой ступени осевого компрессора / Б.С.Ревзин, А.О.Прокопец, А.П.Парамонов, В.А.Седунин // Труды симпозиума «Потребители-производители компрессорного оборудования - 2008». Санкт-Петербург: Издательство Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, 2008. С.163-168.

3. Ермолаев В.В. К вопросу об эксплуатации ГТЭ-45 на режимах частичной мощности / В.ВЕрмолаев, Ю.А.Русецкий, В.А.Седунин // Газотурбинные технологии. 2008. №7 (68), сентябрь С. 14-16.

4. Ермолаев В.В. Исследование эффективности использования установки ГТЭ-45 на режимах частичной мощности / В.В.Ермолаев, Ю.А.Русецкий,

В.А.Седунин // тезисы докладов научно-технической конференции «Газотурбинные и комбинированные установки и двигатели», Москва, 29-31 октября 2008 г. М., 2008. С. 39-40.

5. Ревзин Б.С. Оптимизация геометрических и аэродинамических параметров входной регулируемой ступени осевого компрессора энергетической ГТУ / Б.С.Ревзин, В.А.Седунин, А.П.Парамонов // тезисы докладов научно-технической конференции «Газотурбинные и комбинированные установки и двигатели», Москва, 29-31 октября 2008 г. М., 2008. С. 77-78.

6. Rusetskii Yu. A. Numerical Investigation of GTE-45 Gas Turbine Unit Operation at Partial Load Regimes / Yu.A.Rusetskii, V.A.Sedunin, V.V.Ermolaev // Thermal Engineering. 2009. Vol. 56, No. 4. pp. 290-292.

7. Русецкий Ю.А. Расчётное исследование работы газотурбинной установки ГТЭ-45 на режимах частичной мощности / Ю.А.Русецкий, В.А.Седунин, В.В.Ермолаев // Теплоэнергетика. 2009. №4. С. 23-25.

8.0 рациональности конструкторских решений по регулируемому входному направляющему аппарату компрессора ГТУ / Б.С.Ревзин, В.А.Седунин, А.П.Парамонов, А.О:Прокопец // Тяжелое машиностроение 2009. №4. С. 7-9.

9. Седунин В.А. Исследование возможностей регулирования расхода циклового воздуха с помощью однорядного поворотного направляющего аппарата в одновальной энергетической ГТУ / Седунин В.A.// LVI научно-техническая сессия РАН по проблемам газовых турбин: сборник тезисов докладов. Пермь, 8-10 сентября 2009 г. Пермь, 2009. С.33-36

10. Повышение эффективности работы газотурбинных ГПА, имеющих регулируемый входной направляющий аппарат осевого компрессора / А.О.Прокопец, Ю.М.Бродов, О.В.Комаров, В.А.Седунин // тезисы докладов III международной конференции «Газотранспортные системы: настоящее и будущее», Москва, 27-28 октября 2009 г., М., 2009. С. 106.

11. Исследование эффективности работы ступени осевого компрессора ГТУ с регулируемым входным направляющим аппаратом на переменных и переходных режимах / Ю.М.Бродов, О.В.Комаров, В.А.Седунин, А.О.Прокопец // труды симпозиума "Потребители-производители компрессорного оборудования -2010". Санкт-Петербург: Издательство Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, 2010. С. 225-228.

12. Проектирование первой ступени осевого компрессора ГТУ, работающей с регулируемым входным направляющим аппаратом / Ю.М.Бродов, О.В.Комаров, В.А.Седунин, А.О.Прокопец // Компрессорная техника и пневматика. 2011. №3. С. 9-12.

13. Вариантные расчеты первой ступени осевого компрессора ГТУ с регулируемым входным направляющим аппаратом / Ю.М.Бродов, О.В.Комаров, В.А.Седунин, А.О.Прокопец // Компрессорная техника и пневматика. 2011. №4. С.29-32.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана математическая модель компрессорной ступени с РВНА, позволяющая оценить её эффективность на рабочих режимах эксплуатации. Модель составлена на основании существующих методик проектирования компрессорной ступени, а также рекомендаций по определению аэродинамических параметров ступени на режимах, отличных от номинального.

2. На основании выполненных численных исследований доказано, что однорядное регулирование осевого компрессора при постоянной частоте вращения ротора имеет существенный потенциал в повышении эффективности.

3. Доказана необходимость повышения запаса газодинамической устойчивости первых ступеней на режимах с полностью прикрытыми лопатками РВНА.

4. Вариантные расчёты компрессорной ступени с РВНА на основе разработанной автором математической модели позволили обосновать необходимость использования переменного по высоте профиля лопаток РВНА, а также специального профилирования первой ступени осевого компрессора.

5. Проведён двухмерный расчёт компрессорной ступени с РВНА с произвольной закруткой на номинальном и переменном режиме во всём диапазоне углов прикрытия РВНА. Исследованы принципы работы и проведена многофакторная оптимизация такой компрессорной ступени.

6. Разработан метод и алгоритм, предназначенный для создания пространственных моделей лопаточных венцов компрессорной ступени в формате координат поверхности лопаток, в котором предусмотрена возможность учёта ограничений, накладываемых задачами проекта.

7. Отработана и верифицирована методика пространственного расчёта течения воздуха в осевой компрессорной ступени с использованием

165 коммерческого программного комплекса, основанного на численном решении уравнений Навье-Стокса.

8. По результатам исследования разработаны и верифицированы рекомендации по проектированию первой ступени осевого компрессора, работающего с постоянной частотой вращения, регулируемого поворотом лопаток входного направляющего аппарата. В общем виде эти рекомендации заключаются в следующем:

- переменный по высоте профиль лопатки РВНА, закрученной по соответствующему закону, является необходимым для эффективной работы первой ступени в широком диапазоне расходов

- В качестве практических рекомендаций по профилированию лопаток РВНА следует отметить необходимость раскрытия' пера лопатки по мере приближения его к втулке

- профилирование ступени по радиусу должно проводиться исходя из условия постоянства подводимой работы по высоте. По предложенному выражению закона радиального равновесия в упрощённой форме показатель степени т должен находиться в области минимальных значений (до -1) в корневых сечениях и возрастать по мере роста радиуса. Значение т на периферии определяется в зависимости от относительного диаметра втулки, относительного расхода, нагрузки, а также ожидаемой линии рабочих режимов компрессора и нагруженности остальных ступеней

- Расчётный угол входа в решётку направляющего аппарата (третий венец по ходу воздуха) желательно выдерживать постоянным по высоте. Это предусмотрено в специальном законе профилирования и полностью достигается при ш=-1.-0,8 по всей высоте ступени.

1. Абианц В.Х. Теория и расчёт авиационных газовых турбин. М.: Машиностроение, 1979. 246 с.

2. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М. «Наука», 1969, -824 с.

3. Алексеев Л.П., Казанджан П.К., Нечаев Ю.Н., Фёдоров P.M. Теория двигателей. Часть 1. Теория лопаточных машин. Изд. ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1967, 440с.

4. Аэродинамика турбин и компрессоров. Под ред. У.Р. Хауторна. М. Машиностроение 1968, 742с.

5. Бекнев B.C., Михальцев В.Е., Шабаров А.Б., Янсон P.A. Турбомашины и МГД-генераторы. Учебное пособие. М.: Машиностроение, 1983, 392 с.

6. Бойко A.B., Гаркуша A.B. Аэродинамика проточной части паровых и газовых турбин: расчёты, исследования, оптимизация, проектирование. Харьков: ХДПУ, 1999. 460 с.

7. Дейч М.Е. . Газодинамика решёток турбомашин. М.: Энергоатомиздат, 1996, 528 с.

8. Кампсти Н. Аэродинамика компрессоров. М.: Мир, 2000, 688 с.

9. Карман Т. Аэродинамика. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001, 208 с.

10. Ковалевский М.М. Стационарные ГТУ открытого цикла. М.: Машиностроение, 1979, 262 с.

11. Копелев С.З., Тихонов Н.Д. Расчёт турбин авиационных двигателей. М.: Машиностроение, 1974, 267 с.

12. Котляр И.О. Переменный режим работы газотурбинных установок. Харьков 1960 230 с.

13. Краснов Н.Ф. Аэродинамика. М.: «Высшая школа», 1980, 510 с.

14. Кулагин В.В. Теория, расчёт и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок. М.: Машиностроение, 2003, 616 с.

15. Локай В.И., Ржавин Ю.А. Основы теории компрессоров двигателей летательных аппаратов. Многоступенчатые осевые компрессора. Казань, КАИ 1986 г.

16. Нечаев Ю.Н., Фёдоров P.M. Теория авиационных газотурбинных двигателей. 4.1 М.: Машиностроение, 1977, 312 с.

17. Нечаев Ю.Н. Законы управления и характеристики авиационных силовых установок. М.: Машиностроение, 1995, 400 с.

18. Ott К.Ф. Газоперекачивающие агрегаты. Том 3. Екатеринбург: 2007, ч.3,218 с.

19. Ревзин Б.С. Газоперекачивающие агрегаты с газотурбинным приводом: учебное пособие/ Б.С. Ревзин. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2002. 269 с.

20. Селезнёв К.П., Галёркин Ю.Б. и др. Теория и расчёт турбокомпрессоров. М.: Машиностроение, 1986.

21. Селезнёв К.П., Подобуев Ю.С., Анисимов С.А. Теория и расчёт турбокомпрессоров. М.: Машиностроение, 1968.

22. Сироткин Я.А. Аэродинамический расчёт лопаток осевых турбомашин. М.: Машиностроение. 1972, 448 с.

23. Стечкин Б.С., Казанджан П.К., Алексеев Л.П. и др. Теория реактивных двигателей (лопаточные машины). М. Оборонгиз, 1956, 548 с.

24. Терещенко Ю.М. Аэродинамика компрессорных решеток. М., Машиностроение 1979 г.

25. Терещенко Ю.М. Аэродинамическое совершенствование лопаточных аппаратов компрессоров. М.: Машиностроение, 1988, - 168 е.: ил.

26. Холщевников К.В. Теория и расчёт авиационных лопаточных машин/ М.: Машиностроение, 1970. 610 с.

27. Цанев C.B. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. М.: Издательство МЭИ 2002. 581 с.

28. ЦИАМ. Работы ведущих авиадвигателестроительных компаний по созданию перспективных авиационных двигателей (аналитический обзор). Москва 2004.

29. ЦИАМ. Научный вклад в создание авиационных двигателей. М.: Машиностроение, 2000, - 616 с.

30. ЦИАМ. Сборник статей №55. Неустановившиеся режимы турбореактивных двигателей. 1967.

31. Шерстюк А.Н. Насосы, вентиляторы, компрессоры. М.: Высшая школа 1972, 342 с.

32. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М. Наука 1974, 712с.

33. Horlock J.H., Eng F.R. Advanced gas turbine cycles. Elsevier Science, Oxford, UK. 2003. 203 pp.

34. Boyce M.P. Gas Turbines engineering handbook 2nd edition. Butterworth-Heinman, Huston, USA. 2002. 800 pp.

35. Howel A.R. Fluid dynamics of axial compressors // Proc. I Mech. E.153: 441-82,1945.

36. Razak A.M.Y. Industrial gas turbines. Performance and operability. Woodhead publishing Ltd, Cambridge, England. 591 pp:

37. Zienckiewicz O.C., Taylor R.L. The finite element method. .V.l The basics. Fifth edition. Butterworth-Heinman, Oxford, UK. 2000. 670 pp.

38. Zienckiewicz O.C., Taylor R.L. The finite element method. V.3 Fluid dynamics. Fifth edition. Butterworth-Heinman, Oxford, UK. 2000. 317 pp.1. Методические указания:

39. O.H. Емин, В.Н. Карасев, Ю.А. Ржавин. Выбор параметров и газодинамический расчет осевых компрессоров и турбин авиационных ГТД. Учебное пособие под ред. проф. Ю.А. Ржавина Москва, Издательство МАИ, 2003 146 с.

40. Тепловой расчёт схем приводных газотурбинных установок на номинальный и переменный режимы работы: Учебное пособие/Б.С.

41. Ревзин, А.В. Тарасов, В.М. Марковский. Екатеринбург: ГОУ УГТУ-УПИ, 2001. 61 с.

42. Старцев В.В. Ревзин Б.С. Газодинамический расчёт многоступенчатого осевого компрессора. Методические указания к курсовому проектированию. Екатеринбург: УГТУ, 2000. 25 с.

43. Епифанов В.М., Шабаров А.Б. Элементы теории гидродинамических решёток. Учебное пособие по курсу «Гидрогазодинамика лопаточных машин». Часть II. М.: Ротапринт МВТУ. 1976. 80 с.

44. Захаров А.Ф., Ржавин Ю.А., Газодинамический расчет осевого компрессора авиационного ГТД (учебное пособие), Казань, КАИ, 1978 г.

45. Отчёты и специализированная документация:

46. Aerodynamic design of axial-flow compressor. NASA report SP-36. N65-23345/196500137441965013711. National Aeronautics and Space Administration, Washington, DC. 1965, 526 p.

47. Performance of Two-stage Fan Having Low-Aspect-Ratio, First-Stage Rotor Blading. NASA technical report 78-49. N65-23345/197900189721979018972. NASA Lewis research centre, Cleaveland, Ohio. 1979,132 p.

48. Moor R.D., Lonnie R. Design and Overall Performance of Four Highly Loaded, High-Speed Inlet Stages for an Advanced High-Pressure-Ratio Core Compressor. NASA Technical paper 1337. NASA Lewis research centre, Cleaveland, Ohio. 1978.119 p.

49. Reissner H.J., Meyerhoff L., Bloom M. Two-dimentional steady nonviscous and viscous compressible flow through a system of equidistant blades. NASA Technical paper 2718. Polytechnic Instituteof Brooklyn, Washington, 1952. 49 p.

50. Комаров А.П. Программа для расчёта аэродинамики осевых компрессоров ПМ-1А, 1969, 32с.1. Статьи:

51. Авраменко М.И. О к-е модели турбулентности// VIII Забабахинские научные чтения, Снежинск, 5-9 сентября 2005 г. сс. 7-19.

52. Агеев A.B., Гутник М.Н., Ольховский Г.Г., Малахов С.В. Исследования тепловых характеристик газотурбинной установки ГТЭ-110// Теплоэнергетика 2004 №11, с. 2-8.

53. Байков B.C., Милешин В.И., Митрохин В.Т. Развитие аэродинамики ступеней осевых компрессоров и вентиляторов. Передовой опыт создания высокотемпературных компрессоров. Симпозиум. Москва, ЦИАМ, ВИАМ, 2004 г.

54. Бекнев B.C., Василенко С.Е., Сороколетов М.Ю., Тумашев Р.З. Исследование компрессорных решёток с управляемой формой средней линии профиля// Теплоэнергетика №4, 1997. с. 38-42.

55. Березин A.B., Василенко С.Е. Шкурихин И.Б., Гительман А.И. Оптимальное проектирование лопаточной системы осевого газового нагнетателя. Проблемы машиностроения и автоматизации, №3, 2009 с.64-68.

56. Богданов А.Н., Долженков А.П., Ланда Б.Ш., Лунев И.П. Исследование запасов устойчивой работы компрессора высокого давления в системе ТРДД. ЦИАМ 1974.

57. Бунимович А.И., Святогоров A.A. Обобщение результатов исследования плоских компрессорных решеток при большой дозвуковой скорости// Лопаточные машины и струйные аппараты. Сб. статей. Вып.2. М.: Машиностроение, 1967.

58. Бутримов Д.Л., Федечкин К.С. Верификация современных численныхметодов расчёта трёхмерного течения в осевых компрессорах// Авиадвигатели XXI века: материалы конференции. М.: ЦИАМ, 2010. сс.136-138.

59. Воробьева Н.Г., Семерняк Л.И. Оценка влияния конструктивных и аэродинамических факторов на границу устойчивости работы компрессора ТРДД. ЦИАМ Труды №846, 1979 г.

60. Воронич И., Ивчик Д., Конынин В., Ткаченко В. Газодинамический расчет первой ступени экспериментального двухступенчатого компрессора с использованием программного комплекса CFX. (Internet www.ansyssolutions.com)

61. Галёркин Ю.Б., Попов Ю.А. Анализ эффективности пространственных лопаточных решеток осевых компрессоров по данным продувок плоских решеток// Компрессорная техника и пневматика. 2005 №3.

62. Галёркин Ю.Б., Попов Ю.А. Расчётный анализ характеристик осевых компрессорных ступеней// Компрессорная техника и пневматика. 2005 №5.

63. Галёркин Ю.Б., Попов Ю.А. Оптимизация проточной части осевых компрессоров на стадии вариантного расчёта. Часть 1// Компрессорная техника и пневматика. 2009 №5.

64. Галёркин Ю.Б., Попов Ю.А. Оптимизация проточной части осевых компрессоров на стадии- вариантного расчёта. Часть 1// Компрессорная техника и пневматика. 2009 №6.

65. Гельмедов Ф.Ш., Милешин В.И. и др. Методология проектирования осевого компрессора// Теплоэнергетика №9, 2002.

66. Гельмедов Ф.Ш., Олыптейн JI.E. Оптимальное регулирование ступеней компрессора ЦИАМ, Тех отчет №8763, 1979 г.

67. Довжик С.А., Гиневский A.C. Потери давления в ло паточных венцах осевого дозвукового компрессора//Промышленная аэродинамика. Вып. 20. М.: Оборонгиз, 1961.

68. Донг, Галимор, Ходсон. Трехмерные течения и снижения потерь в осевых компрессорах. Энергетические машины, №3 1988.

69. Евтеев И.В., Солохина E.B. Экспериментальное исследование вторичных потерь в прямых компрессорных решетках с радиальным зазором! ЦИАМ 1978.

70. Журавлёв Ю.И. Разработка, оптимизация и унификация проточных частей компрессорных машин газоперекачивающих агрегатов головных компрессорных станций. Диссертация на соискание учёной степени, доктора технических наук. Санкт-Петербург, 2007.

71. Иванов Е.С., Илюхина Т.А., Николенко В.Ю. Максимальная производительность и оптимальный режим работы ступени осевого компрессора. Известия высших учебных заведений. Машиностроение. №4 1987.

72. Иванов Е.С., Лев А.П., Миронов Г.Г. Расчет границы устойчивого течения и потерь в диффузорных каналах. Сборник «Обмен техническим опытом ЦИАМ» выпуск первый №71 19691

73. Иванов Е.С., Николенко В.Ю., Олимпиев A.B., Темиров A.M. Синтез компрессора газогенератора ГТУ// Тяжелое машиностроение 1990г. №10. с. 5-7.

74. Иванов'E.G., Панкова С.И., Прахов В.П., Обобщенные зависимости для некоторых газодинамических параметров осевых многоступенчатых компрессоров. Сборник «Обмен техническим опытом ЦИАМ» выпуск второй №576 1973.

75. Климнюк Ю.И. Влияние вязкости на характеристики компрессорных решеток на сверхзвуковых режимах обтекания. Известия высших учебных заведений №1 1972.

76. Коваль В.А., Скворцов А.В: Улучшение характеристик осевого компрессора ГТД// Компрессорная техника и пневматика,№3 2007, с. 2228.

77. Комаров А.П. Исследование плоских компрессорных решеток//Лопаточные машины и струйные аппараты. Сб. статей. Вып. 2 М.: Машиностроение, 1967.

78. Комиссаров Г.А., Сачкова Н.Г. Определение максимальной производительности лопаточных венцов осевого компрессора в неравномерном по радиусу потоке. Сборник «Обмен техническим опытом ЦИАМ» №969 1981.

79. Крутицкий И.В., Малахов C.B., Перфильев А.Н., Форлов М.С. Первые испытания блока №1 ПГУ-325 на ИвГРЭС// Презентация на научно-технической сессии РАН, сентябрь 2008

80. Лебедев A.C., Симин Н.О. Стратегия ресурсного проектирования новой энергетической газотурбинной установки ГТЭ-180// Теплоэнергетика 2004 № 11, с. 9-14

81. Роберте, Серови, Сандеркок. Математическое моделирование влияния трехмерных эффектов на углы отставания потока в средних ступенях осевого компрессора. Энергетические машины, №1 1986.

82. Ревзин Б.С. и др. К оптимизации первой регулируемой ступени осевого компрессора ГТУ с постоянной частотой вращения // В трудах симпозиума «Потребители-производители компрессорного оборудования — 2006» СПб: СПбГТУ, 2006г., с. 163-168.

83. Сироткин Я.А. К постановке прямой задачи вихревого течения сжимаемой жидкости в турбомашинах. Изв. АН СССР. 1963 Т.З. Вып. 2. с. 274-279.

84. Сосунов В.А. Характеристики компрессоров газотурбинных двигателей на неустановившихся режимах. ЦИАМ. Сборник статей №55. 1967.

85. Субботович В.П., Юдин А.Ю., Фан Конг Там. Результаты профилирования с помощью обратной задачи теории решётоктурбомашин. Вестник национального технического университета «ХПИ», №2, 2007. сс. 31-35.

86. Сэноо И. Потери давления, обусловленные концевым зазором лопаток центробежного и осевых рабочих колес. Энергетические машины, №1 1986.

87. Таганов Г.И. Потери полного давления в системе криволинейных ударных волн, расположенных перед решеткой, составленной из плоских пластин. ЦАГИ им. проф. Н.Е. Жуковского 1952.

88. Тарабрин А.П., Нарышкин В;Ф., Гельмедов Ф.Ш., Г.А. Комиссаров. Создание и отработка на модели осевого компрессора для энергетической газотурбинной установки мощностью 130.200 МВт// Компрессорная техника и пневматика, Вып. 1-2 (14-15) 1997г. с. 126 136.

89. Тунаков А.П. Машинное проектирование элементов газотурбинных двигателей // Авиастроение. Сер. Итоги науки и техники. М. 1977. Т.4. с 103-220.

90. Федоров P.M. О границе устойчивой работы ступени осевого, компрессора. Известия АН СССР, ОТН Энергетика и автоматика. №1 1961.

91. Федоров P.M. О границе срыва потокам в компрессорных решетках. Известия АН СССР, ОТН Энергетика и автоматикам №4 1965.

92. Френк А.И. Влияние сжимаемости^ на величину потерь полного давления и отклонения потока в плоской компрессорной решетке. Сборник «Обмен техническим опытом ЦИАМ» выпуск второй №576 1973.

93. Atassi Н, Akai Т.J. Aerodynamic force and moment on oscillating airfoils in cascade. ASME Paper 78-GT-181 (1978)

94. Baghdadi S. Исследование газодинамической устойчивости компрессора. Пер с англ. 1982 г. Journal of fluids Engineering, 1982, vol. 104, #2

95. Behlke R.F. The Development of a Second Generation of Controlled Diffusion Airfoils for Multistage Compressors// Transactions of the ASME, Vol .108,1986, pp. 32-40.

96. Benser, W. A. Compressor Operation with One or More Blade Rows Stalled, pp. 341-364, NASA SP-36,1965.

97. Bobula, G. A., Soeder, R. H., Burkardt, L. A. Effect of Variable Guide Vanes on the Performance of a High-Bypass Turbofan Engine. Journal of Aircraft, Vol. 20, No.4, pp. 306-311,1983.

98. Boehle M., Cagna M., Itter L. Compressible Flow in Inlet Guide Vanes With Mechanical Flaps. ASME Technical paper GT2004-53191

99. Breugelmans F.A.E., The Variable geometry in Supersonic Compressor N.Y. 1977 r. ASME #77-GT-35

100. Budinger, R. E., Kaufman, H. R. Investigation of the Performance of a Turbojet Engine with'Variable-Position Compressor Inlet Guide Vanes. NACA RM-E54L23a, 1955.

101. Casey M. V., Hugentrobler O. The prediction of the performance of an axial compressor stage with variable stagger stator vanes. VDI Berichte NR.706, 1988 pp. 213-227

102. Casey M.V., A mean line prediction method for estimating the performance characteristic of an axial compressor stage. IMechE C264/87,1987 pp.273-285.

103. Chenv Zuo Yi, Duan Qiu Shengi The oscillating mean-stream line-Oscillating shock wave method. Anew method foe determining unsteady flow in oscillating supersonic and transonic cascade. IS ABE 1985.

104. Charalambous N., Ghisu T. Axial Compressor Response to Inlet Flow Distortions by a CFD Analysis. ASME Turbo Expo 2004.

105. Computational aerodynamics of oscillating cascades with the evolution of stall. (AIAA Paper #87-2055)

106. Courtiade N., Ottavy X., Gourdain N. Experimental investigation of rotating stall in a high speed multi-stage axial compressor// Proceedings of 9th European turbomachinery conference, 21-25 march 2011, Istanbul, Turkey, pp. 159-168.

107. Cousins W.T., O'Brien W.F. Анализ работы ступени OK на послепомпажном режиме 1985 г. (AIAA Paper #85-1349)

108. Chung J., Snim J., Lee K.D. Shape Optimization of High-Speed Axial Compressor Blades Using 3D Navier-Stokes Flow Physics. ASME Technical paper 2001-GT-0594

109. Davis R.L. Расчет характеристик компрессорных решеток с помощью полных уравнений Навье-Стокса. ASME Publ #88-GT-96 Dring R.P., Joslyn H.D. and Wagner J.H., "Compressor Rotor Aerodynamics", AGARD-CP-351, Copenhagen, 1983.

110. Dobson, W. F., Wallner, L. E. Acceleration Characteristics of a Turbojet Engine with Variable-Position Inlet Guide Vanes. NACA RM-E54I30,1955.

111. Du, W., Léonard, О. A Quasi-1D model for transonic multistage axial compressors. Proceedings of 9th European turbomachinery conference, 21-25 march 2011, Istanbul, Turkey, pp. 793-805.

112. Du, W., Léonard, О. Post-stall behavior simulations in multistage compressors. Part I: Steady-state simulations. Proceedings of 9th European turbomachinery conference, 21-25 march 2011, Istanbul, Turkey, pp. 373-384.

113. Du, W., Léonard, О. Post-stall behavior simulations in multistage compressors. Part II: Transient simulations. Proceedings of 9th European turbomachinery conference, 21-25 march,2011, Istanbul, Turkey, pp. 385-398.

114. Gallus H.E., Взаимодействие лопаточных венцов в ступени осевого дозвукового компрессора. Пер с англ. 1981 г. ASME Publ #79-GT-92

115. Greitzer E.M:, Wisler D.C. Технологии компрессора газотурбинного двигателя: Современный уровень развития и перспективы на будущее. ЦИАМ. Пер с англ. № 15053 2000 г. Ист.: Proc of international Gas Turbine Congress vol. 14-15 1999 r.

116. Harff M.R., Wolff J.M., and Copenhaver W.W. A CFD Investigation of IGV Flow Vectoring by Counter Flow Blowing. ASME Technical paper GT2004-53941

117. Healy, H. S. V/STOL Performance Comparisons with Variable Pitch and Variable Inlet Guide Vane Fans: A Report on Experimental Data, AIAA Paper 79-1286.

118. Hobbs D.E., Weingold H.D., Development of controlled diffusion airfoils for multistage compressor application ASME Publ #83-GT-211.

119. Howell A.R., Calvert W.J., Новый метод набора ступеней для расчета характеристик осевого компрессора. Пер с англ. 1979 г. Journal of Engineering for Power, 1978, vol. 100, #4, pp:698-703

120. Joslyn H.D., Dring R.P. Axial Compressor Stator Aerodynamics. ASME 1985.

121. Joslyn H.D., Dring R.P. Multi-Stage Compressor Airfoil Aerodynamics. ASME 1986.

122. Kang I., Chang K., Euler Analysis of Transonic Stator-Rotor Interaction Using a Finite Volume Method. International Journal for Numerical Methods in Fluids, Vol.12 1991

123. Kaplan В., Nicke E.,, Voss C. Design of a Highly Efficient Low-Noise Fan for Ultra-High Bypass Engines ASME Technical paper GT2006-90363

124. Karadimas Georges «Проектирование вентиляторов с высокими характеристиками, используя перспективные методы аэродинамических расчетов» ASME Publ. #88-GT-141. -6р. Ill 1988 г.

125. KerrebrockJ.L. Flow in transonic compressors. N.Y. 1980 г. AIAA Paper #80-0124

126. Klaus D. Broichhausen, Kai U. Ziegler, Supersonic and Transonic Compressors: Pasr, Status and Technology Trends. ASME Turbo Expo 2005.

127. Leroy H. Smith. Axial compressor aerodesign evolution at General Electric. ASME Journal of Turbomachinery, vol. 124., 2002.

128. Li H , Zou Z.,Liu H. Flow Analysis on a Single-Stage Axial Compressor With a Splitter Rotor. ASME Technical paper GT2004-53265

129. Longley, J.P., Calculating stall and surge transients, ASME paper GT-2007-27378, Montreal, Canada, May, 2007

130. Lord, W. K., MacMartin, D. G., Tillman, T. G. Flow Control Opportunities in Gas Turbine Engines. AIAA Paper 2000-2234.

131. Martinson J. Use of the characteristic method for the prediction of the three dimensional flow field in high transonic compressors. N.Y. 1979

132. Moore, R. D., Osborn, W. M. Aerodynamic Performance of 1.38-Pressure-Ratio, Variable-Pitch Fan Stage. NASA TP-1502,1979.

133. Moore, R. D., Reid, L. Aerodynamic Performance of Axial-Flow Fan Stage Operated at Nine Inlet Guide Vane Angles. NASATP-1510,1979.

134. Mulac R.A., Adamczyk J.J. The Number Simulation of High-Speed Axial Flow Compressor. Journal of Turbomachinery July 1992.

135. Oates G.C. Aerothermodynamics of Gas Turbine and Rocket Propulsion. AIAA Education Series, 1997

136. Perkins H. J., Horlock J.H. The Aerodynamic Analysis of Turbomachinery. GEC Journal of Science & Technology, Vol 41, №2 1974.

137. Potonides, H. C., Mebes, M. J. Effect of Variable Inlet Guide Vanes on Operating Characteristics of a Tilt Nacelle Inlet/Powered Fan Model. AIAA Paper 84-1398,1984.

138. Rechter H. Design and testing of two supersonically compressor cascades N.Y. 1979 r. ASME Publ #79-GT-ll

139. Reed, V. L., Schneider, P. W., " Part-Span Variable Inlet Guide Vanes for V/STOL Fan Thrust Modulation" , AIAA Paper 80-1248,1980.

140. Rosa Taddei, S., Larocca, F., Bertini, F. Inverse method for axisymmetric Navier-Stokes computations in turbomachinery aerodesign. // Proceedings of 9th European turbomachinery conference, 21-25 march 2011, Istanbul, Turkey, pp. 1517-1529.

141. Sarathy K.P. Computation of Three-Dimensional Flow Fields Through Rotating Blade Rows and Comparison With Experiment. ASME 1982.

142. Savic S.M., Micheli M.A., Bauer A.C. Redesign of a Multistage Axial Compressor for a Heavy Duty Industrial Gas Turbine (GT11NMC). ASME Technical paper GT2005-68315.

143. Schweitzer J.K., Garberoglio J.E. Maximum Loading Capability of Axial Flow Compressors. J.Aircraft Vol.21 №8 1984. (rus)1. СПРАВКАоб использовании результатов диссертационной работы Седунина В.А.

144. Главный конструктор СКБт, канд. техн. наук1. Технический директор

145. ЗАО "Уральский турбинный зав1. А.Ю. Култышев1. А.Е. Валамин