intTypePromotion=1
ADSENSE

Xác định đặc tính máy nén dọc trục của động cơ tua bin phản lực không khí

Chia sẻ: Thi Thi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

47
lượt xem
3
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo giới thiệu một số kết quả nghiên cứu sử dụng phần mềm ANSYS CFX để xác định đặc tính máy nén dọc trục dựa trên các số liệu kích thước hình học đo được trên một động cơ thực. Các kết quả thu được cho thấy, trong điều kiện phương tiện thực nghiệm còn rất hạn chế, việc ứng dụng tích cực công cụ này là một biện pháp hiệu quả, tin cậy để nghiên cứu các đối tượng phức tạp như động cơ tua bin phản lực.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Xác định đặc tính máy nén dọc trục của động cơ tua bin phản lực không khí

Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> XÁC ĐỊNH ĐẶC TÍNH MÁY NÉN DỌC TRỤC<br /> CỦA ĐỘNG CƠ TUA BIN PHẢN LỰC KHÔNG KHÍ<br /> Nguyễn Khánh Chính1*, Bùi Văn Thưởng2, Phạm Vũ Uy2<br /> Tóm tắt: Bài báo giới thiệu một số kết quả nghiên cứu sử dụng phần mềm<br /> ANSYS CFX để xác định đặc tính máy nén dọc trục dựa trên các số liệu kích thước<br /> hình học đo được trên một động cơ thực. Các kết quả thu được cho thấy, trong điều<br /> kiện phương tiện thực nghiệm còn rất hạn chế, việc ứng dụng tích cực công cụ này<br /> là một biện pháp hiệu quả, tin cậy để nghiên cứu các đối tượng phức tạp như động<br /> cơ tua bin phản lực.<br /> Từ khóa: Máy nén dọc trục, Đường dòng qua máy nén, Mô phỏng CFD.<br /> <br /> 1. MỞ ĐẦU<br /> Nhiệm vụ khai thác động cơ hành trình của tên lửa KH-35E đã kết thúc. Kết quả chính<br /> của nhiệm vụ là đã tìm hiểu được kết cấu, nguyên lý hoạt động của động cơ tua bin phản<br /> lực không khí R95 và các hệ thống của nó. Với máy nén của động cơ, hiện đã biết được<br /> phối trí kết cấu và đo được các thông số về hình dạng, kích thước, số lượng các lá cánh<br /> trong từng tầng nén; đã biết được ngoài chức năng chính là cung cấp không khí vào buồng<br /> đốt, máy nén của động cơ còn đảm bảo các chức năng của nguồn khí nén cấp cho hoạt<br /> động của các bộ phận khác trên tên lửa (tương ứng với đó là các yêu cầu đối với không khí<br /> nén, tốc độ quay máy nén...) và một số nét đặc thù của nó như mức phân luồng không khí<br /> (m) sau máy nén thấp áp, cách xả không khí giữa các luồng để đảm bảo sự hoạt động ổn<br /> định [4].<br /> Nhằm phát huy và tiếp tục khai thác các kết quả có được, để hiểu biết sâu hơn về đặc<br /> điểm hoạt động, các thông số hoạt động của động cơ này, cần phải tiến hành thử nghiệm<br /> hay tìm ra các phương pháp nghiên cứu thích hợp để tiếp tục khai thác chúng. Với thực tế<br /> hiện nay là hầu như không có thiết bị thử nghiệm và hơn nữa với đặc điểm của loại động<br /> cơ có thời gian hoạt động ngắn, sử dụng một lần thì khả năng tháo lắp, thử nghiệm nó lại<br /> càng hạn chế. Trong điều kiện như vậy, cần tận dụng khả năng của các công cụ số (các<br /> phần mềm chuyên dụng đã có) để tìm cách ứng dụng "thử nghiệm số" đối với nó. Trong<br /> bài báo này sẽ trình bày một vài kết quả bước đầu trong việc sử dụng ANSYS TURBO<br /> vào việc nghiên cứu máy nén của động cơ R95.<br /> Cũng cần lưu ý rằng, máy nén của động cơ tuabin hành trình R95 là một thiết bị phức<br /> tạp, những thông số đo đạc được có thể chưa đạt độ chính xác cao và việc nghiên cứu ứng<br /> dụng mô đun phần mềm ANSYS TURBO ở nước ta còn mới mẻ, kinh nghiệm sử dụng<br /> còn hết sức khiêm tốn.<br /> 2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU<br /> 2.1. Sơ lược về máy nén của động cơ<br /> Máy nén của động cơ R95 là dạng hướng trục, một rôto và có tám tầng nén. Máy nén<br /> được chia thành hai phần rõ rệt: hai tầng nén đầu tạo ra cấp máy nén thấp áp (MNTA - còn<br /> gọi là quạt gió), qua phần vỏ trung gian, không khí được phân chia thành hai luồng, luồng<br /> bao ngoài (luồng II) thổi thẳng tới phần thiết bị ra phía sau, luồng trong (luồng I) được đẩy<br /> vào máy nén cáo áp (MNCA) gồm sáu tầng dọc trục, cùng một vòng các lá dẫn dòng trên<br /> cửa vào. Việc phân luồng sau MNTA chỉ đơn giản nhờ vành phân chia cố định, đúc sẵn<br /> trong vỏ trung gian. Để đảm bảo hoạt động ổn định của máy nén trong các chế độ hoạt<br /> động thấp (khi động cơ chưa đạt tới tốc độ quay hoạt động chính), trên vành ngoài vòng lá<br /> <br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 43, 06 - 2016 3<br /> Tên lửa & Thiết bị bay<br /> <br /> tĩnh của tầng nén đầu MNCA có một hàng lỗ thông dòng chảy giữa hai luồng không khí (I<br /> và II).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 1. Mặt cắt dọc của máy nén động cơ R95.<br /> 1- Các lá quay của MNTA; 2- Các lá tĩnh dẫn dòng MNTA;3- Vỏ trung gian của<br /> máy nén; 4- Các lá tĩnh dẫn dòng vào MNCA; 5- Lỗ xả không khí từ luồng trong<br /> ra luồng ngoài; 6- Các lá quay của MNCA, 7- Các lá tĩnh chỉnh dòng MNCA;<br /> I – Luồng trong; II – Luồng ngoài.<br /> 2.2. Xây dựng mô hình tính trong ANSYS<br /> Việc mô phỏng máy nén đã được thực hiện theo các bước như sau:<br /> 1. Tập hợp, sắp xếp các thông số hình học chính (đo được) đã có của máy nén động cơ<br /> (kết quả thực hiện nhiệm vụ khai thác) với các chú ý quan trọng sau:<br /> - Độ vặn của các lá máy nén đo trên 3 đường kính chính (trong, ngoài và trung bình)<br /> của mỗi lá.<br /> - Giữ đúng số lượng các lá quay và lá chỉnh dòng của mỗi tầng nén, cũng như của vòng<br /> dẫn dòng vào máy nén cao áp.<br /> Mô hình máy nén được nhập vào môi trường ANSYS như trên hình 2: trong đó thấy rõ<br /> việc sắp xếp các lá máy nén của hai tầng nén đầu (MNTA) và các lá của 6 tầng nén sau<br /> (MNCA).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 2. Mô hình máy nén nhập vào môi trường ANSYS.<br /> Với kinh nghiệm và khả năng có hạn, việc xây dựng mô hình thông qua môđun<br /> BladeGen của ANSYS thực sự rất khó để áp dụng cho một đối tượng nghiên cứu phức tạp<br /> <br /> <br /> 4 N.K.Chính, B.V.Thưởng, P.V.Uy, “Xác dịnh đặc tính… phản lực không khí.”<br /> Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> này (việc dựng mô phỏng bằng ANSYS cho máy nén 15 tầng đã đươc đánh giá là thành<br /> tựu lớn ngay cả với hãng nghiên cứu hàng đầu[1]); Để khắc phục khó khăn này, giải pháp<br /> là sử dụng phần mềm vẽ cơ khí Inventor, phỏng theo cách cắt hình của BladeGen để nối<br /> ghép các khối hình của các phần tử (elements) kết cấu máy nén; rồi nhập vào ANSYS, sử<br /> dụng chia lưới tự động.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 3. Mô hình một phần chia của máy nén để mô phỏng trong ANSYS.<br /> Để theo dõi trạng thái hoạt động phối hợp giữa hai phần máy nén, trong mô hình mô<br /> phỏng có bao gồm cả các lỗ thông khí giữa các luồng (hình 3).<br /> 2. Với những giả thiết đơn giản, luận chứng rõ ràng, xây dựng và giải bài toán xác định<br /> sơ bộ các tham số nhiệt động lực học của toàn bộ động cơ [2]; để đặt sơ bộ điều kiện biên<br /> cho việc mô phỏng, khoảng các giá trị cần khảo sát là:<br /> - Tốc độ quay của rôto: 26000÷ 36000 v/phút;<br /> - Lưu lượng không khí đi qua máy nén (thấp áp) 5÷8,5 kg/s<br /> - Áp suất trên cửa ra từ MNTA:
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2