Рабочий процесс в межлопаточном канале при неравномерном поле ротора переносной скорости Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Двигатели, энергетические установки и системы терморегулирования космическиХ.аппаратов

Новизна проводимых исследований заключается в разработке методики проектрования электрогидравлического усилителя, включающей многоуровневые математические модели течения высокоскоростных потоков жидкости под действием перепада давлений в высоконапорном гидрораспределителе, алгоритмы расчета, методики синтеза параметров рулевых приводов. Методика позволит в краткие сроки без значительных

капитальных вложений и предварительных экспериментальных исследований прогнозировать параметры рулевых приводов.

Библиографический список

1. Русак, А. М. Расчет характеристик электрогидроусилителей систем управления летательных аппаратов : учеб. пособие / А. М. Русак. Уфа : УАИ им. С. Орджоникидзе, 1986.

Классификация электрогидроусилителя

D. V. Tselischev, G. S. Permyakov Ufa State Aviation Technical University, Russia, Ufa

MODERN HELMSMEN OF A ROCKET ENGINE DRIVE

The scientific problems of development and designing the steering drives of the aircraft control systems are considered. Major attention is paid to providing the optimal static and dynamic characteristics of the steering drives.

© Целищев Д. В., Пермяков Г. С., 2009

УДК 669.713.7

Е. В. Черненко, В. С. Горошко

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС В МЕЖЛОПАТОЧНОМ КАНАЛЕ В НЕРАВНОМЕРНОМ ПОЛЕ РОТОРА ПЕРЕНОСНОЙ СКОРОСТИ

Разработан алгоритм расчета поля относительных скоростей ядра потока в межлопаточном канале центробежного колеса с цилиндрическими лопатками, учитывающий неравномерность поля ротора переносной скорости, необходимый для описания математической модели течения в рабочих каналах центробежных колес.

На сегодняшний день в большинстве методик расчета проточных частей центробежных нагнетателей используются эмпирические и полуэмпирические зависимости, полученные в результате обобщения и анализа экспериментальных данных. Это существенно сужает область их доверительного применения, поскольку эмпирические зави-

симости выводятся при решении конкретных задач и справедливы в узких диапазонах режимных параметров. Перенос этих зависимостей на общие случаи решения с применением методов подобия приводит к разработке проточных частей, требующих в дальнейшем значительных затрат на дальнейшую их экспериментальную доработку и

Решетневские чтения

доводку. Поэтому необходимо применение математического моделирования для сокращения затрат на испытания и времени на разработку новых конструкций.

Для получения поля скоростей ядра потока в межлопаточном канале центробежного колеса с цилиндрическими лопатками была разработана математическая модель и алгоритм расчета.

Для описания математической модели в первую очередь задаемся исходными данными: г - радиус входа; R - радиус диска; р1л - угол входа лопатки; р2л - угол выхода лопатки; п - количество лопаток; m - массовый расход жидкости; Ь - ширина канала; ю - угловая скорость вращения колеса.

После этого приступаем к расчету геометрии лопаток. Далее вычисляем шаг по окружности:

~ 2 • п

о„ =-,

после чего определяем радиус кривизны лопатки:

(R • M)2 - (r • M)2

R =

2

B • п B • п

(R • M • cos - r • M • cos

180 180

Далее рассчитываем радиус окружности, на которой лежат центры кривизны лопаток:

Ro =-

(R • M)2 - R/

2 • R • M • R

B2 • п • cos (——) 180

После чего вычерчиваем колесо и лопатки. Между двумя соседними лопатками задаем сетку с необходимым шагом интегрирования, вычисляем необходимые величины скоростей и их направления (рис. 1):

- относительной скорости в ядре потока;

- переносной скорости;

- абсолютной скорости.

Для расчета расходной составляющей скорости в ядре потока необходимо вычислить угол отклонения относительной скорости от оси абсцисс, а также радиус, на котором рассчитывается скорость. Рассчитываем переносную действительную

скорость, имеющую окружную и дополнительную переносную составляющую. Для вычисления относительной скорости в ядре потока суммируем ее расходную и переносную составляющую, строим поле скоростей ядра потока межлопаточного канала (рис. 2). Имея поле скоростей на выходе из колеса, по теореме Эйлера рассчитываем эпюру напора по ширине канала, которая дает представление об энергетических характеристиках различных колес.

Рис. 1. Расчетная схема для колеса с цилиндрическими лопатками

Рис. 2. Поле скоростей ядра потока в межлопаточном канале

Разработанная математическая модель и алгоритм расчета позволяют рассчитывать скорости в ядре потока межлопаточного канала центробежного нагнетателя, что дает возможность по известным геометрическим параметрам колеса моделировать его энергетические характеристики и составляющие энергобаланса мощности в диапазоне изменения режимных параметров.

n

E. V. Chernenko, V. S. Goroshko Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

WORKING PROCESS IN THE INTERSHOVEL CHANNEL UNDER NON-UNIFORM FIELD OF THE ROTOR PORTABLE SPEED

The calculation algorithm is developed to calculate a field of a stream kernel speed distribution in the inter-shovel channel of a centrifugal wheel with the cylindrical shovels, considering non-uniformity of a rotor field of the portable speed, necessary to describe a mathematical model of a current in working channels of centrifugal wheels.

© Черненко Е. В., Горошко В. С., 2009