Approaches to the Simulation of Thermal Hydraulic Processes in the Oil System Elements of Gas Turbine Engine

Taras Petrovich Mykhailenko, Denis Oleksandrovych Nemchenko, Omar Hadj Aissa Douaissia, Ilya Ivanovich Petukhov

Анотація


Design of the oil-system for gas-turbine engines requires the calculation of the exact fuel consumption and pressure losses in the pipelines, the heat exchange between the oil and the lubrication system elements, critical modes of the flow in the pipelines and local resistances. A development of the model of oil system that will enable the measurement of the flow rate and other parameters at any place inside the oil system, the numerical investigation of the influence of structural improvements taking into account these parameters is a rather promising outlook. A specific feature of the oil system of gas turbine engine is that the oil and air mixture is passing instead of single-phase liquid (oil) actually in each element of it, which affects the behavior of thermohydraulic processes in these elements. This scientific paper gives consideration to the peculiarities of the two-phase flow of oil-gas mixture, heat-mass exchange processes that occur in the oil cavity of the rotor rack of gas turbine engine and prevalent approaches to their analysis. Consideration was also given to specific features of software products available for the numerical simulation of thermal hydraulic processes and the possibility of their use for the development of the model of oil system for the gas turbine engine has been analyzed. This scientific paper showed that the investigations carried out in this field require theoretical approaches to the problem solution, the use of state-of-the-art program packages for numerical experiments and the availability of experimental base.

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Krivosheev, I. A. (2008), "Imitacionnoe modelirovanie raboty aviacionnyh GTD s ehlementami sistem upravleniya [The imitation modeling of air turbine engines with control system elements]", Vestnik UGATU [Scientific journal of Ufa State Aviation Technical University], Vol. 11, No. 2, pp. 37–38.

Inozemcev, A. A, Nihamkin, M. A. and Sandrackij, V. L. (2008), Avtomatika i regulirovanie aviacionnyh dvigatelej i ehnergeticheskih ustanovok [Automation and regulation of aviation engines and power installations], Vol. 5, Mashinostroenie, Moscow, Russia.

Domotenko, N. T and Kravec, A. S. (1972), Maslyanye sistemy gazoturbinnyh dvigatelej [Oil system of gas turbine engines], Transport, Moscow, Russian.

Bich, M. M., Vejnberg, E. V. and Surnov, D. N. (1979), Smazka aviacionnyh gazoturbinnyh dvigatelej [Lubrication of aircraft gas turbine engines], Mashinostroenie, Moscow, Russia.

CHigrin, V. S. and Belova, S. E. (2005), Sistemy i agregaty GTD [Gas turbine engine units and systems], RGATA, Rybinsk.

Battervors, D. (1980), Teploperedacha v dvuhfaznom potoke [Two-phase flow and heat transfer], Translated by Ygova A. V., Energiya, Moscow.

Isachenko, V. P., Osipova, V. A. and Sukomel A. S. (1981), Teploperedacha [Heat transfer], Energiya, Moscow, Russia.

Wang, C, Morvan, H. P., Hibberd, S. and Cliffe, K. A. (2011), "Thin Film Modelling For Aero-Engine Bearing Chambers", Vancouver, British Columbia, Canada, ASME 2011 Turbo Expo: Turbine Technical Conference and Exposition, Vol. 1, pp. 1–10, ISBN 978-0-7918-5461-7.

Vinogradov, A. S., Badykov, R. R. and Fedorchenko, D. G. (2014), "Issledovanie teplovogo sostoyaniya opory aviacionnogo gazoturbinnogo dvigatelya [Analysis of the thermal state of aircraft engine supports]", Vestnik SGAU (Samara State Aerospace University), Vol. 1, No. 5(47), pp. 37–44, ISSN: 2541-7533.

Demidovich, V. M. (1978), Issledovanie teplovogo rezhima podshipnikov GTD [Investigation of the thermal regime of the bearings GTE], Mashinostroenie, Moscow.

Majumdar, A. K, Bailey, J. W., Schallhorn, P. A. and Steadman, T. (1998), "A Generalized Fluid System Simulation Program to Model Flow Distribution in Fluid Networks", AIAA, No. 98-3682.

McAmis, R. W, Miller, J. T., Burdette, R. R. and Milleville, D. E. (1996), "Modeling Fluid Flow Networks", AIAA, No. 96-3120.

Kuznecov, O. A. (2015), Osnovy raboty v programme Aspen HYSYS [The basics of working in the program Aspen HYSYS], M. Direkt-Media, Berlin, ISBN 978-5-4475-4649-6.

Yaguo, Lu, Zhenxia, Liu and Shengqin, Huang (2009), "Numerical Simulation of Aero-Engine Lubrication System", Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 131, doi: 10.1115/1.3026573.

Kanarachos, S. and Flouros, M. (2012), "Simulation of the Air-Oil Mixture Flow in the Scavenge Pipe of an Aero Engine", Advances in Remote Sensing, finite differences and information security, pp. 78–83, ISBN 978-1-61804-127-2.

Lisicin, A. N. (2015), "Povyshenie ehffektivnosti proektirovaniya maslyanyh polostej opor gtd na osnove metoda chislennogo modelirovaniya dvuhfaznogo techeniya [Increase the productivity of the oil cavities supports GTD method-based numerical simulation of two-phase flow]", Abstract of a Thesis Candidate of Technical Sciences (Ph. D.), Rybinsk.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1    Кривошеев, И. А. Имитационное моделирование работы авиационных ГТД с элементами систем управления / И. А. Кривошеев, Д. А. Ахмедзянов, А. Е. Кишалов // Вестник Уфимского гос. авиацион. техн. университета. – 2008. – Т. 11, № 2. – С. 37–38.

 

2    Иноземцев, А. А. Автоматика и регулирование авиационных двигателей и энергетических установок. Системы: в V томах. Т. 5. Газотурбинные двигатели / А. А. Иноземцев, М. А. Нихамкин, В. Л. Сандрацкий. – Москва : Машиностроение, 2008. – 200 с.

 

3    Домотенко, Н. Т. Масляные системы газотурбинных двигателей / Н.  Т. Домотенко, А. С. Кравец. – Москва : Транспорт, 1972. – 96 с.

 

4    Бич, М. М. Смазка авиационных газотурбинных двигателей / М. М. Бич, Е. В. Вейнберг, Д. Н. Сурнов ; под ред. Г. С. Скубачевского. – Москва : Машиностроение, 1979. – 176 с.

 

5    Чигрин, В. С. Системы и агрегаты ГТД : учеб. пособие / В. С. Чигрин, С. Е. Белова. – Рыбинск : РГАТА, 2005. – 20 с.

 

6    Баттерворс, Д. Теплопередача в двухфазном потоке: пер. с англ. А. В. Ягова [и др.] / Д. Баттерворс ; под ред. Д. А. Лабунцова. – Москва : Энергия, 1980. – 328 с.

 

7    Исаченко, В. П. Теплопередача : учеб. для вузов / Исаченко, В. А. Осипова, А. С. Сукомел. – 3-е изд., доп. и перераб. – М.: Энергия, 1981. – 488 с.

 

8       Wang, C. Thin Film Modelling For Aero-Engine Bearing Chambers / C. Wang, H. P. Morvan, S. Hibberd, K. A. Cliffe // Vancouver, British Columbia, Canada, ASME 2011 Turbo Expo: Turbine Technical Conference and Exposition. – 2011. – Vol. 1. – pp. 1–10. – ISBN 978-0-7918-5461-7.

 

9    Виноградов, А. С. Исследование теплового состояния опоры авиационного газотурбинного двигателя / А. С. Виноградов, Р. Р. Бадыков, Д. Г. Федорченко // Вестник Самарского гос. аэрокосм. университета. – Самара, 2014. – № 5(47), Ч. 1. – С. 37–44. – ISSN: 2541-7533.

 

10  Демидович, В. М. Исследование теплового режима подшипников ГТД / В. М. Демидович. – Москва : Машиностроение, 1978. – 171 с.

 

11  Majumdar, A. K. A Generalized Fluid System Simulation Program to Model Flow Distribution in Fluid Networks / A.  K. Majumdar, J. W. Bailey, P. A. Schallhorn, T. Steadman // AIAA. – 1998. – No. 98-3682.

 

12  McAmis, R. W. Modeling Fluid Flow Networks / R. W. McAmis, J. T. Miller, R. R. Burdette, D. E. Milleville // AIAA. – 1996. – No. 96-3120.

 

13  Кузнецов, О. А. Основы работы в программе Aspen HYSYS : учеб. пособие / О. А. Кузнецов. – Берлин : М. Директ-Медиа. – 2015. – 153 с. – ISBN 978-5-4475-4649-6.

 

14  Yaguo, Lu. Numerical Simulation of Aero-Engine Lubrication System / Lu Yaguo, Liu Zhenxia, Huang Shengqin // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. – 2009. – Vol. 131. – doi: 10.1115/1.3026573.

 

15  Kanarachos, S. Simulation of the Air-Oil Mixture Flow in the Scavenge Pipe of an Aero Engine / S. Kanarachos, M. Flouros // Advances in Remote Sensing, finite differences and information security. – 2012. – pp. 78–83. – ISBN 978-1-61804-127-2.

 

16  Лисицин, А. Н. Повышение эффективности проектирования масляных полостей опор ГТД на основе метода численного моделирования двухфазного течения : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.07.05 / Лисицин Александр Николаевич. – Рыбинск, 2015. – 16 с.




DOI: https://doi.org/10.20998/2078-774X.2017.10.11

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.