Введение
I. Современное состояние вопроса 10
1.1. Физическая картина потока в областях, непосредственно примыкающих к рабочему колесу 10
1.2. Нестационарность потока, определяемая окружной неравномерностью давления около дисков рабочего колеса 21
1.3. Методы определения переменных аэродинамических нагрузок и динамических напряжений, действующих на рабочие колеса 25
II. Экспериментальное исследование неравномерности потока по окружности и радиусу около дисков рабочего колеса 29
2.1. Объекты исследования и экспериментальный стенд 29
2.2. Программа испытаний, методы измерений и обработки опытных данных 35
2.3. Погрешность определения основных величин 47
2.4. Результаты экспериментального исследования неравномерности потока 52
2.4.1. Ступени центробежного компрессора с безлопаточными диффузорами 52
2.4.2. Определение частоты воздействия переменных давлений на основе гармонического анализа для ступеней с без лопаточными диффузорами 76
2.4.3. Ступени центробежного компрессора с лопаточными диффузорами 98
III Определение переменных аэродинамических нагрузок, действующих на рабочее колесо 118
3.1. Определение переменных давлений на диски рабочего колеса, действующих с внешней стороны 118
3.2. Определение давлений на диски и лопатки рабочего колеса, действующих со стороны потока в межлопаточных каналах 124
3.3. Алгоритм задания поля давлений па диски и лопатки рабочего колеса с учетом нестационарности потока для последующего расчета динамических напряжений с помощью метода конечных элементов 130
IV. Численное моделирование вынужденных колебаний и динамических напряжений в рабочих колесах в процессе проектирования с помощью п рограммного пакета ANSYS 134
4.1. Построение конечно-элементной модели рабочих
колес и ее согласование с экспериментальными данными
по собственным частотам и формам колебаний 134
4.2. Определение собственных частот и форм колебаний рабочих колес разных типов с учетом предварительного напряженного состояния 146
4.3. Определение резонансных режимов работы рабочих колес 148
4.4. Определение резонансных динамических напряжений
с учетом граничных условий по возбуждающим аэродинамическим
силам для трех характерных типов рабочих колес, используемых в
реальных центробежных компрессорах 151
Выводы и рекомендации 175
Литература
