Научный журнал Байкальского государственного университета
System Analysis &
Mathematical Modeling
Издается с 2019 года
Menu
РусскийEnglish

Информация о статье

Название статьи:

Численный анализ оптимизации ресурсных характеристик радиального колеса турбомашины введением преднамеренной расстройки параметров

Авторы:
Репецкий О.В., доктор технических наук, профессор, проректор по международным связям, Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского, г. Иркутск, Российская Федерация, repetckii@igsha.ru,

Хоанг Д.К., аспирант, кафедра «Электрооборудования и физики», Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского, г. Иркутск, Российская Федерация, hoangcuonghd95@gmail.com
В рубрике:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Год: 2023 Том: 5 Номер журнала: 2
Страницы: 192-204
Тип статьи: Научная статья
УДК: 519-7
DOI: 10.17150/2713-1734.2023.5(2).192-204
Аннотация:
Из-за допусков производства, небольшие отклонения массы лопатки всегда вносят изменения в геометрию и структурные свойства конструкции. Измененные геометрии и параметры лопатки значительно влияют на характеристики рабочего колеса и работоспособность конструкции всей турбомашины. Эти отклонения нарушают циклическую симметрию рабочего колеса турбины и называются расстройкой системы. Как правило, чем жестче производственный допуск, тем меньше отклонение массы лопатки. Однако, если производственные допуски более жесткие, то и стоимость изготовления становится выше. Следовательно, в процессе производства стоимость изготовления оказывает влияние на эффективность и прочность турбомашины в целом. Для анализа проблемы влияния производственного допуска и стоимости изготовления рабочего колеса, в данной работе анализируется вид расположения лопатки и отклонения массы на уровне блочного расположения лопаток по ободу диска (блочная модель). Идея заключается в том, что каждая блочная модель обеспечивает однородную структуру с точки зрения веса (величины дисбаланса радиального лопастного диска), может значительно снизить вибрацию во время работы по сравнению с применением лопатки с отклонением массы. Анализ полученных результатов показал, что введение преднамеренной расстройки параметров значительно влияет на долговечность радиального рабочего колеса. Процесс оптимизации радиального рабочего колеса заключается в вводе преднамеренной расстройки параметров для управления ресурсом и обеспечения требуемого уровня прочности, надежности и долговечности радиальных турбомашин.
Ключевые слова: блочная модель, математические модели, оптимизация, преднамеренная расстройка, радиальное рабочее колесо, турбомашины
Скачать полный текст статьи
Список цитируемой литературы:
  • Костюк А.Г. Динамика и прочность турбомашин / А.Г. Костюк. - 3-e изд. - Москва: Изд. дом МЭИ, - 2007. - 476 с. - EDN QMJVZV.
  • Репецкий О.В. Компьютерное моделирование и численный анализ чувствительности радиальных колес турбомашин / О.В. Репецкий, Д.К. Хоанг. - DOI 10.24412/2227-9407-2022-7-22-36. - EDN OEYNOM // Вестник НГИЭИ. - 2022. - № 7. - С. 22-36.
  • Репецкий О.В. Математическое моделирование и численная оценка долговечности радиальных рабочих колес турбомашин / О.В. Репецкий, Д.К. Хоанг. - DOI 10.15593/2224-9982/2022.69.06. - EDN DANNOC // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Аэрокосмическая техника. - 2022. - № 69. - С. 53-61.
  • Repetckii O.V. Physical and Mathematical Modeling and Computer Analysis of Radial Impellers for Chemical and Power Engineering, Taking Into Account Ecology / O.V. Repetckii, D.C. Hoang. - DOI 10.1088/1755-1315/990/1/012044. - EDN DZWKTV // Actual Problems of the Energy Complex: Physical Processes, Mining, Production, Transmission, Processing and Environmental Protection : IV International Scientific and Practical Conference, November 24. 2021. - 2022. - Vol. 990. - P. 012044.
  • Forced Response Reduction of a Blisk By Means of Intentional Mistuning / B. Beirow, A. Kuehhorn, F. Figashevsky, A. Bornhorn, O. Repetckii. - DOI 10.1115/1.4040715. - EDN RQRYSA // Journal of Engineering for Gas Turbine and Power. - 2019. - Vol. 141, No. 1. P. 011008.
  • Pourkiaee M. Mixed-Boundary Component Mode Substitution for Nonlinear Dynamics of Mistuned Shrouded Bladed Disks / M. Pourkiaee, S. Zucca // AIAA Journal. - 2020. - Vol. 58, No. 1. - pp. 402-414.
  • Kaneko Y. Study on the Reduction of the Resonant Stress of Turbine Blades Caused by the Stage Interaction Force (Simultaneous Optimization of Blade Resonant Stress and Amount of Unbalance) / Y. Kaneko, T. Watanabe, T. Furukawa // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. - 2021. - Vol. 143, No. 6. - P. 6 - 10.
  • Effect of Mistuning and Damping on the Forced Response of a Compressor Blisk Rotor / B. Beirow, A. Kühhorn, F. Figaschewsky, J. Nipkau // Proceedings of ASME Turbo Expo. ASME Turbo Expo 2015 : Turbine Technical Conference and Exposition, Montreal, June 15. 2015. - Montreal, 2015. - Vol. 7B. - 12 p.
  • Design and Analysis of An Intentional Mistuning Experiment Reducing Flutter Susceptibility and Minimizing Forced Response of A Jet Engine Fan / F. Figaschewsky, A. Kühhorn, B. Beirow [ed al.] // Turbo Expo : Turbomachinery Technical Conference. - 2017. - Vol. 7B. - P. 13.
  • Репецкий О.В. Численный анализ влияния геометрии лопатки на долговечность радиальных колес турбомашин / О.В. Репецкий, Д.К. Хоанг. - EDN QBYRSW // Проблемы и перспективы устойчивого развития агропромышленного комплекса : материалы Всерос. науч.- практ. конф., Молодежный, Иркутская обл., 17 нояб. 2022 г. - Молодежный, Иркутская обл., 2022. - С. 66-73.
  • Whitehead D.S. Effect of Mistuning on Forced Vibration of Blades With Mechanical Coupling / D.S. Whitehead // Journal of mechanical science. - 1976. - Vol. 18, No. 6. - P. 306-307.
  • Репецкий О.В. Анализ преднамеренной расстройки параметров при изменении толщины радиальных лопаток турбомашин/ О.В. Репецкий, Д.К. Хоанг. - DOI 10.24412/2227-9407-2022-3-7-23. - EDN KYZCCN // Весник НГИЭИ. - 2022. - № 3. - C. 7-23.
  • Репецкий О.В. Численный анализ собственных частот колебаний и статических напряжений радиальных рабочих колес энергетических турбомашин для АПК / О.В. Репецкий, Д.К. Хоанг. - EDN QCYGNB // Агротехника и энергообеспечение. - 2021. - № 4. - С. 146-157.
  • Repetckii O.V. Fatigue Life of Radial Turbomachines at Changing Thickness Blades Taking Into Account Intentional Mistuning / O.V. Repetckii, D.C. Hoang. - DOI https://doi.org/10.1051/e3sconf/202236301044 // State and Prospects for the Development of Agribusiness : XV International Scientific Conference on Precision Agriculture and Agricultural Machinery Industry, Rostov-on-Don, May 25. 2022 / ed. I. Malygina. - Rostov-on-Don, 2022. - Vol. 363. - P. 9.