Излагаются методы расчёта и экспериментальные результаты исследования нестационарного обтекания аэродинамических решёток турбомашин. Рассматриваются условия возбуждения и демпфирования колебания лопаток в потоке сжимаемой и несжимаемой жидкости. Теоретические методы основываются на модели идеальной жидкости, набегающий поток может быть неоднородным и вихревым за счёт влияния предшествующей решётки. Экспериментальные результаты касаются определения динамических напряжений, вызываемых неоднородностью потока в турбомашине, а также определения нестационарных аэродинамических сил, возбуждающих и демпфирующих колебания лопаток. Рассматриваются условия возникновения решёточного флаттера и влияние неоднородности аэродинамической решётки. Описываются экспериментальные методы исследования.

Табл. 32. Илл. 172. Библ. 152 назв.

Теория стационарного обтекания аэродинамических решёток подробно разработана и находит широкое практическое приложение. Известно, что применение этой теории и соответствующие экспериментальные исследования позволили существенно повысить эффективность турбомашин.

В последнее время появился значительный интерес к задачам о нестационарных течениях в турбомашинах и, в частности, в аэродинамических решётках. Это вызвано тем, что нестационарные аэродинамические и аэроупругие явления влияют, на предельную мощность, надёжность и эффективность работы и вес турбомашин. Ряд явлений, происходящих в турбинах, компрессорах и насосах, может быть объяснён только при изучении неустановившихся течений. К таким процессам относятся: аэродемпфирование, вращающийся отрыв, различные виды флаттера, возбуждение колебаний лопаток бегущими следами, помпаж и т. д.

В предлагаемой книге рассматриваются некоторые задачи, связанные с безотрывным неустановившимся течением в решётках турбомашин. Это достаточно чётко ограничивает область исследования. По остальным задачам в книге содержатся только классификация и краткий обзор со ссылками на основополагающие работы или работы с подробным обзором и библиографией.

Задачи о неустановившемся обтекании колеблющихся решёток турбомашин, обтекании решёток вихревым потоком и различных видах флаттера существенно отличаются от аналогичных задач для одиночного крыла. Это объясняется тем, что в решётках наблюдаются новые явления: аэродинамический резонанс, решёточный флаттер и т. д.

Другой существенной особенностью является то, что профили решёток турбомашин могут быть толстыми и сильно изогнутыми.

Однако необходимо подчеркнуть, что без достижений в теории крыла нельзя было бы надеяться на успех в изучении неустанорившегося обтекания решётки. Основные задачи теории неустановившегося обтекания крыла были рассмотрены С. А. Чаплыгиным, М. В. Келдышем, Н. Е. Кочиным, М. А. Лаврентьевым, Л. И. Седовым, А. И. Некрасовым, М. Д. Хаскиндом, Л. Прандтлем, В. Бирнбаумом, Г. Вагнером, Г. Кюсснером, Г. Глауэртом, Т. Карманом, В. Сирсом, Ч. Поссио, Д. Майлсом и др. Столь же существенным является использование гидродинамической теории установившегося обтекания решёток, заложенной работами Н. Е. Жуковского, С. А. Чаплыгина, Н. Е. Кочина, Л. И. Седова и далее развитой в ряде работ, в основном советских авторов.

При изложении задач автор стремился оттенить физическую сущность рассматриваемых явлений, что является важным в инженерных приложениях.

В книге излагаются также некоторые экспериментальные результаты по определению динамических напряжений в лопатках турбомашин.

Книга предназначена для инженеров-механиков и сотрудников аэродинамических и прочностных лабораторий заводов, НИИ и КБ, ведущих работу в области турбомашин. Книга представит интерес для преподавателей, аспирантов и студентов Вузов соответствующих специальностей…

ПРЕДИСЛОВИЕ
Г. С. Самойлович
Москва, март 1968

Книги на ту же тему

1. Газовые турбины. — 2-е изд., перераб. и доп.: В 2 ч. (комплект из 2 книг), Шнеэ Я. И., Капинос В. М., Котляр И. В., Хайновский Я. С., 1977
2. Введение в теорию течения сжимаемой жидкости, Бай Ши-И, 1962
3. Основы теории и гидродинамического расчёта водяных турбин, Колтон А. Ю., Этинберг И. Э., 1958
4. Термопрочность деталей машин, Биргер И. А., Шорр Б. Ф., Демьянушко И. В., Дульнев Р. А., Сизова Р. Н., 1975
5. Колебания деформируемых систем. — 2-е изд., перераб. и доп., Филиппов А. П., 1970
6. Численные методы газовой динамики: Учебное пособие для студентов вузов, Пирумов У. Г., Росляков Г. С., 1987
7. Проблемы гидродинамики и их математические модели. — 2-е изд., Лаврентьев М. А., Шабат Б. В., 1977
8. Теория и гидродинамический расчёт гидротурбин, Гутовский Е. В., Колтон А. Ю., 1974
9. Вязкопластические течения: динамический хаос, устойчивость, перемешивание, Климов Д. М., Петров А. Г., Георгиевский Д. В., 2005
10. Моделирование теплоэнергетического оборудования, Кутателадзе С. C., Ляховский Д. Н., Пермяков В. А., 1966
11. Акустика: Учебное пособие для втузов, Лепендин Л. Ф., 1978
12. Численное решение задач гидромеханики, Рихтмайер Р., ред., 1977
13. Гидродинамическая теория решёток, Викторов Г. В., 1969
14. Избранные работы. Речная гидравлика. Теория фильтрации. Аэродинамика и газовая динамика. Горное дело. Теория пластичности. Энергетика, Христианович С. А., 1998
15. Исследование гидродинамической неустойчивости в задачах лазерного термоядерного синтеза методами математического моделирования, Лебо И. Г., Тишкин В. Ф., 2006
16. Общая акустика, Исакович М. А., 1973
17. Вибрации в технике. Справочник в 6-ти томах (комплект из 6 книг), Болотин В. В., Блехман И. И., Диментберг Ф. М., Колесников К. С., Лавендел Э. Э., Генкин М. Д., Фролов К. В., Челомей В. Н., ред., 1981
18. Труды ЦИАМ №1347: Экологические проблемы авиации, Халецкий Ю. Д., ред., 2010
19. Теория авиационных газотурбинных двигателей. — 2-е изд., испр. и доп., Кулагин И. И., 1955
20. Вибрация и уравновешивание роторов авиадвигателей, Левит М. Е., Ройзман В. П., 1970
21. Прочность и ресурс ЖРД, Махутов Н. А., Рачук В. С., Гаденин М. М., Рудис М. А., Паничкин Н. Г., 2011
22. Процессы в камерах сгорания ГТД, Лефевр А., 1986
23. Теория горения порохов и взрывчатых веществ, Лейпунский О. И., Фролов Ю. В., ред., 1982
24. Релаксационные процессы в ударных волнах, Ступоченко Е. В., Лосев С. А., Осипов А. И., 1965
25. Тепловые испытания паровых турбин, Сахаров А. М., 1990
26. Динамика и управление судовых газотурбинных установок, Гительман А. И., 1974
27. Прикладные задачи теории нелинейных колебаний механических систем: Учебное пособие для втузов, Гуляев В. И., Баженов В. А., Попов С. Л., 1989
28. Нелинейные колебания механических систем, Тондл А., 1973