Введение
1 Газодинамика выходных диффузоров турбин 14
1.1 Классификация диффузоров 14
1.2 Газодинамические характеристики выходных диффузоров 15
1.3 Влияние геометрических параметров на характеристики диффузоров 19
1.4 Влияние режимных параметров на характеристики диффузоров 22
1.5 Влияние входного профиля скорости на характеристики диффузоров.. 23
1.6 Влияние закрутки входного потока на характеристики диффузоров 31
1.7 Совместная работа диффузора и ступени турбомашины 38
2 Методика экспериментльных исследований 41
2.1 Построение модели турбомашины 41
2.1.1 Геометрическое подобие 41
2.1.2 Кинематическое подобие 42
2.1.3 Динамическое подобие 46
2.2 Опытный стенд 49
2.3 Конструктивные особенности модели "ступень-диффузор" 52
2.4 Система сбора и обработки информации 54
2.5 Векторные пятиканальные зонды: конструкция, характеристики 58
2.6 Обработка результатов экспериментов 60
2.6.1 Определение расхода рабочего тела 60
2.6.2 Методология осреднения результатов траверсирования 61
2.6.3 Определение коэффициента восстановления давления 64
2.7 Оценка погрешностей результатов экспериментов 65
3 Математическая модель 71
3.1 Основные уравнения газовой динамики 71
3.1.1 Уравнения сохранения массы 71
3.1.2 Уравнение энергии 71
3.1.3 Уравнения Навье-Стокса 72
3.1.4 Модель сжимаемой жидкости 73
3.2 Метод контрольных объемов 74
3.3 Моделирование турбулентного потока 75
3.4 Моделирование потока вблизи твердых стенок 78
4 Результаты физических экспериментов и численного моделирования 82
4.1 Результаты физических экспериментов 82
4.1.1 Исследование влияния режима работы ступени на эффективность диффузора 82
4.1.2 Влияние силовых ребер на течение в диффузоре 86
4.1.3 Оценка неравномерности потока на выходе из диффузора 89
4.2 Численное моделирование потока в диффузорах турбомашин 91
4.2.1 Расчетная модель 92
4.2.2 Сравнение результатов расчетов и физических экспериментов 95
4.2.3 Исследование обтекания симметричных ребер и их влияния на структуру течения в диффузоре на основе численного моделирования 99
4.2.4 Исследование влияния турбинной ступени на характеристики диффузора на основе численного моделирования .,100
Заключение 103
Литература 106
Иллюстрации 111
