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

Информация о статье

Название статьи:

Численный анализ влияния расстояния между лопатками статора на усталостную долговечность роторов турбомашин

Авторы:
Репецкий О.В., доктор технических наук, профессор, проректор по международным связям, Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского, п. Молодежный, Иркутский район, Российская Федерация, repetckii@igsha.ru,

Мань Н.В., аспирант, кафедра электрооборудования и физики, Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского, п. Молодежный, Иркутский район, Российская Федерация, manhzhucov@gmail.com
Для цитирования:
Репецкий О.В. Численный анализ влияния расстояния между лопатками статора на усталостную долговечность роторов турбомашин / О.В. Репецкий, Нгуен Ван Мань. — DOI 10.17150/2713-1734.2024.6(2).237-250. — EDN IWVEYG // System Analysis & Mathematical Modeling. — 2024. — Т. 6, № 2. — С. 237–250.
В рубрике:
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ / ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Год: 2024 Том: 6 Номер журнала: 2
Страницы: 237-250
Тип статьи: Научная статья
УДК: 519-7
DOI: 10.17150/2713-1734.2024.6(2).237-250
Аннотация:
Лопатки ротора обычно работают в непосредственной близости от лопаток статора, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга, при этом следы от лопаток практически не рассеиваются. Рабочие лопатки проходят по следу каждой лопатки статора и получают серию равномерно распределенных импульсов. Изменение синхронизации импульсов по отношению друг к другу происходит так, что воздействие одних импульсов отмененяет влияние других и приводит к снижению уровня возбуждения. Одним из способов изменения синхронизации импульсов от статора является использование модифицированного расстояния между лопатками статора. При этом положения некоторых или всех лопаток смещаются по окружности относительно друг друга и получается фазовое отклонение импульсов от лопаток статора. В данной работе представлена теоретическая методика исследования использования модифицированного расстояния между лопатками для уменьшения уровня возбуждения на рабочие лопатки, возникающего от следа лопаток статора турбин. Приведены результаты численного расчета долговечности для тестового случая академического рабочего колеса.
Ключевые слова: модифицированный, долговечность, теоретический анализ, численный расчет, лопатки статора
Информация о статье: Дата поступления: 20 октября 2023 г.; дата принятия к публикации: 23 мая 2024 г.; дата онлайн-размещения: 19 июня 2024 г.
Скачать полный текст статьи
Список цитируемой литературы:
  • Паровые и газовые турбины для электростанций : учебник / А.Г. Костюк, В.В. Фролов, А.Е. Булкин, А.Д. Трухний..- Москва : Изд. дом МЭИ, 2016. - 556 с.
  • Репецкий О.В. Компьютерный анализ динамики и прочности турбомашин / О.В. Репецкий. - Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 1999. - 301 c.
  • Sato W. A study of aerodynamic excitation forces on a radial turbine blade due to rotor-stator interaction / W. Sato, A. Yamagata, H. Hattori // IHI engineer review. - 2017. - Vol. 50, no. 2. - P. 42-48.
  • Benini E. Towards a Reduction of Compressor Blade Dynamic Loading by Means of Rotor-Stator Interaction Optimization / E. Benini, A. Toffolo // ASME Turbo Expo. - 2002. - Vol. 5, pt. A, B. - P. 667-674.
  • Using CFD to Reduce. Resonance Stresses on a Single-stage, High-Pressure Turbine Blade / J.P. Clark, A.S. Aggarwala, M.A. Velonis [et al.] // ASME Turbo Expo. - 2002. - Vol. 4. - P. 845-851.
  • Huang L. A novel design method of variable geometry turbine nozzles for high expansion ratios / L. Huang, H. Chen // 17th International Symposium on Transport Phenomena and Dynamics of Rotating Machinery. - 2017. - URL: https://autodocbox.com/Motorcycles/71570973-A-novel-design-method-of-variable-geometry-turbine-nozzles-for-high-expansion-ratios.html.
  • Kaneko Y. Study on the Effect of Asymmetric Vane Spacing on Vibratory Stress of Blade / Y. Kaneko, K. Mori, H. Okui // ASME Turbo Expo. - 2004. - Vol. 6. - P. 467-474.
  • Sun T. Analysis on the Reduction of Rotor Blade Vibration Using Asymmetric Vane Spacing / T. Sun, A. Hou, M. Zhang // ASME Turbo Expo. - 2015. - Vol. 2 A. - P. V02AT38A018.
  • Investigation on the Effect of Asymmetric Vane Spacing on the Reduction of Rotor Blade Vibration / Y. Niu, A. Hou, M. Zhang [et al.]. - DOI 10.1115/GT2014-26710 // ASME Turbo Expo. - 2014. - Vol. 2 C. - P. V02CT38A044.
  • Yue M. Investigation of force under asymmetry stator wake / M. Yue, L. Li, Q. Li // Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics. - 2007. - Vol. 33, iss. 9. - P. 1005.
  • Репецкий О.В. Численный анализ прочностных характеристик машиностроительных конструкций с расстройкой параметров / О.В. Репецкий, В.В. Нгуен. - EDN CCKPCU // Вестник НГИЭИ. - 2019. - № 7. - С. 27-38.
  • Репецкий О.В. Разработка методики исследования влияния изменения геометрических параметров на аэродинамические характеристики рабочих колес турбомашин / О.В. Репецкий, В.М. Нгуен. - EDN KCBLSB // Научные исследования и разработки к внедрению в АПК : материалы междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых. п. Молодежный, 16-17 марта 2023 г. - Молодежный, 2023. - С. 297-304.
  • Экспериментальное исследование модели автоклава для гидротермального синтеза минералов / Д.А. Еловенко, П.Г. Пимштейн, О.В. Репецкий, Д.В. Татаринов. - EDN MVJNYF // Вестник Байкальского союза стипендиатов DAAD (Байкальский государственный университет экономики и права). - 2010. - № 1. - С. 11-19.
  • Kemp R.H. Theoretical and Experimental Analysis of the Reduction of Rotor Blade Vibration in Turbomachinery through the Use of Modified Stator Vane Spacing / R.H Kemp, M.H. Hirschberg // National Advisory Committee for Aeronautics : technical notes 4373. - Washington, 1958. - P. 1-44.
  • Ruel V. Fourier Series and Boundary Value Problems / V. Ruel, Churchill. - New York : McGraw-Hill Book Company, 1941. - 224 p.
  • Repetsky O.V. Investigation of vibration and fatigue life of mistuned bladed disks / O.V. Repetsky, T.Q. Nguyen, I.N. Ryzhikov. - DOI 10.2991/aime-17.2017.114. - EDN YAOXEL // Proceedings of the international conference actual issues of mechanical engineering 2017 (AIME 2017) : Tomsk, July 27-29, 2017. - Atlantis Press, 2017. - Vol. 133. - P. 702-707.
  • Repetskiy O.V. Modeling and simulation of dynamic processes with the help of program package BLADIS+ / O.V Repetskiy, I.N. Ryjikov. - DOI 10.1007/978-1-4020-8735-6_41. - EDN RHOYCP // Innovations and advanced techniques in systems, Computing sciences and software engineering : international Conference, Bridgeport, CT, December 03-12, 2007. - Bridgeport, 2008. - P. 219-220.
  • Repetckii O. Investigation of mistuning impact on vibration of rotor bladed disks / O. Repetckii, I. Ryzhikov, T.Q. Nguyen. - DOI 10.1088/1742-6596/944/1/012097. - EDN XYAMZV // Journal of Physics: Conference Series. - 2018. - Vol. 944. - P. 012097.