Расчет параметров спутного потока при обтекании профиля лопатки Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Решетневскце чтения

вергают гипотезу. Для вычисления Dn по сгруппированному вариационному ряду лучше использовать формулу

Dn = max

l£i £n

i - F (x), F (x) - i-l n n

Следует оговорить, что этот критерий можно применять только в случае, когда гипотетическое распределение F(x) полностью известно заранее, т.е. когда известен не только вид функции распределения, но и все входящие в нее параметры. Обычно из теоретических соображений известен только общий вид функции F(x), а входящие в нее числовые параметры определяются по данному статистическому материалу. При применении критерия Пирсона это обстоятельство учитывается соответствующим уменьшением числа

степеней свободы распределения с . Критерий Колмогорова такого согласования не предусматривает, поэтому в подобных случаях он может дать завышенное значение.

Таким образом, критерий Колмогорова имеет наиболее широкое применение в практике проведения испытаний ЖРД на надежность.

Библиографические ссылки

1. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М. : Высш. шк., 2003.

2. Виленкин Н. Я. Комбинаторика. М. : Наука, 1969.

3. Коломенцев А. И., Краев М. В., Назаров В. П. Испытание и обеспечение надежности. Красноярск, 2006.

E. V. Koltunova, S. V. Kovalev Siberian State Aerospace University named after academician M.F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

CRITERIA ASSESSMENT OF RANDOM VARIABLE DISTRIBUTION FUNCTION

The liquid rocket engine is a complicated expensive product consisting of separate knots, units and their elements. Reliability of the engine is formed at design, provided in production and supported in operation. Design reliability is the reliability received in the course of calculations and specified by tests in the course of operational development.

© Колтунова Е. В., Ковалев С. В., 2012

УДК 621.45-181.4:629.78

Е. М. Краева

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СПУТНОГО ПОТОКА ПРИ ОБТЕКАНИИ ПРОФИЛЯ ЛОПАТКИ

С учетом конструктивных особенностей профиля лопатки решетки центробежного рабочего колеса выполнен гидродинамический расчет параметров спутного потока вязкой жидкости.

Входные кромки лопаток рабочего колеса (РК) центробежного насоса (ЦБН) оказывают подтормаживающее действие на поток, а следовательно, и его формирование. Пограничные слои, образующиеся на поверхностях входной кромки, не только управляются потоком, но и оказывают на него обратное влияние

через толщину вытеснения о и потери импульса о . Для определения этого влияния рассмотрим составляющие сил, действующих на входную кромку лопатки, и их удельный вклад в баланс потерь энергии при течении вязкой жидкости в рабочей решетке ЦБН.

Ламинарный пограничный слой, образовавшийся на входной кромке лопатки величиной 5ь затем стекает к тыльной поверхности и распространяется по длине канала аналогично плоскому спутному потоку (см. рисунок). Ламинарное спутное течение, как пра-

вило, неустойчиво, так как в нем профили скоростей имеют точку перегиба, и поэтому оно переходит в турбулентное [1; 2].

Анализ фотографий и визуализация течений по тыльной стороне лопатки РК ЦБН позволили уточнить картину течения с созданием расчетной модели, позволяющей оценить границы спутного потока и учесть его влияние в общем балансе потерь энергии.

При течении вязкой жидкости за входной кромкой лопатки образовавшийся ламинарный пограничный

слой при обтекании уступа величиной ст1 = р

срывается с поверхности профиля (точка К на рисунке). За точкой отрыва распространяется зона спутного потока вдоль тыльной стороны лопатки. Граница расширяющейся спутной струи и толщина зоны сме-

Ракетно-космические 'двигатели, энергетические установки и системы терморегулирования летательных аппаратов

шения двух плоских струи несжимаемой жидкости принимается изменяющейся пропорционально расстоянию 1(х) от начальной точки K

dhсп =±с

dl ( х )

1 + Wk

где

жк = ^.

сп

Решение полученных уравнений позволяет определить: изменение относительной скорости спутного

потока Шсп при градиентном обтекании тыльной стороны рабочей решетки лопатки, границы зоны спутного потока ^п в зависимости от относительной скорости набегающего потока ШОСП при различных значениях как угла натекания потока рь так и относительной длины входной кромки лопатки ст1. В результате найдены границы и оптимизированы условия, при которых в решетке РК реализуется спутное безвихревое течение, что обеспечивает наилучшие энергетические характеристики. В работе получены

зависимости наибольшего значения WOT = f

dP

dl ( х)

без

образования вихревых и обратных зон в рабочей решетке с тыльной стороны лопатки при изменении ве-

личины от 0 до 1, что соответствует изменению угла натекания потока от 0 до 90°.

Расчетная схема обтекания входной кромки лопатки

потоком вязкой жидкости: 1 - ламинарный пограничный слой; 2 - спутное течение

Библиографические ссылки

1. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М. Наука, 1969.

2. Чжен П. Отрывные течения : в 2 т. Т. 1. М. Мир, 1972.

Е. M. Kraeva

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

COCURRENT STREAM PARAMETER CALCULATION UNDER BLADE PROFILE FLOW

The hydrodynamic calculation of cocurrent flow parameters of a viscous fluid is performed. This calculation takes into account specific features of the blade grid profile of the centrifugal impeller.

© KpaeBa E. M., 2012

УДК 621.25:532.528.001

М. В. Краев, В. Н. Рыбакова

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

СРЫВНЫЕ КАВИТАЦИОННЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ВЫСОКООБОРОТНЫХ НАСОСОВ

Рассматриваются особенности кавитационных режимов работы высокооборотных насосов ракетных двигателей. В характеристике представлены особенности процессов на входе в насос.

В жидкостных ракетных двигателях (ЖРД) кавитация в колесах возникает при давлении перед входом в него Рвх, существенно превышающем давление парообразования при данной температуре рабочей жидкости Р5. Это означает, что в области минимального давления располагается внутри проточной части насос. Падение давления

от Рвх до Р5 связано с обтеканием лопаток (профильное разрежение) и гидравлическими потерями на участке от входа в насос до входных кромок лопаток [1].

Кавитация может иметь разные формы. Различают три формы кавитации: пузырьковая, вихревая, присоединенная (струйная).