Đồ án tốt nghiệp đặc tính khí động máy nén dọc trục cận âm sử dụng kênh dẫn thải khí

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BỘ MÔN KỸ THUẬT HÀNG KHÔNG VÀ VŨ TRỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đặc tính khí động máy nén dọc trục cận âm sử dụng kênh dẫn thải khí Sinh viên MSSV ĐỘNG CƠ HÀNG KHƠNGLớp II (Aircraft Engine II) : Nguyễn Thanh Tùng : 20164536 TS Đinh Công Trường : Kỹ Thuật Hàng Không - K61 Điện thoại: 0934638035 Mail: truong.dinhcong@hust.edu.vn Giảng viên hướng dẫn : TS Đinh Công Trường NỘI DUNG I GIỚI THIỆU CHUNG II MÔ PHỎNG SỐ III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN IV KẾT LUẬN Bộ môn Kỹ thuật Hàng không Vũ trụ Phịng nghiên cứu Động Hàng khơng I GIỚI THIỆU Bộ môn Kỹ thuật Hàng không Vũ trụ Phịng nghiên cứu Động Hàng khơng I GIỚI THIỆU  Nghiên cứu trước Bộ môn Kỹ thuật Hàng khơng Vũ trụ Phịng nghiên cứu Động Hàng khơng II MƠ PHỎNG SỐ  Thiết kế hình học Bộ mơn Kỹ thuật Hàng khơng Vũ trụ Phịng nghiên cứu Động Hàng khơng II MƠ PHỎNG SỐ Cấu trúc lưới Bộ mơn Kỹ thuật Hàng khơng Vũ trụ Phịng nghiên cứu Động Hàng khơng II MƠ PHỎNG SỐ  Tỷ số nén tổng:  Hiệu suất đoạn nhiệt:  Hệ số hóc khí: Bộ mơn Kỹ thuật Hàng khơng Vũ trụ Phịng nghiên cứu Động Hàng khơng II MÔ PHỎNG SỐ Bộ giải CFD ANSYS CFX 19.1 Cấu trúc lưới Lưới lục giác Mặt tiếp giao GGI (Mặt tiếp giao lưới chung) Mặt tiếp giao kiểu Frozen Rotor-Stator Rotor-Bleed Phương trình quản lý Phương trình 3D Trung bình-Reynold Navier-Stokes - (RANS) Mơ hình rối Mơ hình rối k-     Sự thay đổi tốc độ dòng chảy khối đầu vào nhỏ 0.001 kg/s 300 bước chạy Sự khác tốc độ dòng chảy khối đầu vào đầu nhỏ 0.3% Sự thay đổi hiệu suất đoạn nhiệt nhỏ 0.3% 100 bước chạy Giá trị hiệu dụng nhỏ 10-7 Bộ môn Kỹ thuật Hàng không Vũ trụ Phịng nghiên cứu Động Hàng khơng II MƠ PHỎNG SỐ Chất lưu cơng tác Khơng khí lý tưởng Miền Rotor Quay với tốc độ 17188.7 vòng/phút Miền Stator Tĩnh Miền Bleed Tĩnh Đầu vào Ptương đối = (Pa); Ttổng = 288.15 (K); Tu = 5% (Cường độ rối) Đầu Áp suất tĩnh trung bình Tường Tường mịn thủy lực đoạn nhiệt Mặt biên chu kì Mặt tiếp giao miền chất lỏng y+ 20 ≤ y+ ≤ 100 Bộ môn Kỹ thuật Hàng không Vũ trụ Phịng nghiên cứu Động Hàng khơng III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Bộ môn Kỹ thuật Hàng khơng Vũ trụ Phịng nghiên cứu Động Hàng không 10 III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN  Kết lưới   Bộ môn Kỹ thuật Hàng không Vũ trụ Lưới Lưới Lưới Lưới Số phần tử Rotor 614572 689466 820104 1120348 Thực nghiệm   Số phần tử Stator 665644 743074   926192 1268488   Tỷ số nén 1.85498   1.86923 1.91809 1.9191 1.956 % Sai số tỷ số nén Hiệu suất đoạn nhiệt 5.16 % 4.45 % 1.887 %   78.8841 % 79.8864 82.3107 82.3201% % % 1.938 % Phòng nghiên cứu Động Hàng không 82.88% 11 III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN  Thẩm định mô số   Tỉ số nén tổng lớn Hiệu suất đoạn nhiệt lớn Tỉ số nhiệt lớn Bộ môn Kỹ thuật Hàng không Vũ trụ Thực nghiệm Mô số % sai lệch 1.956 1.91809 1.938% 82.88 82.3107 0.69% 1.25946 1.25162 0.63% Phịng nghiên cứu Động Hàng khơng 12 III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN  Ảnh hưởng góc bao kênh thải khí Bộ mơn Kỹ thuật Hàng khơng Vũ trụ Phịng nghiên cứu Động Hàng không 13 III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN  Ảnh hưởng góc bao kênh thải khí Bộ mơn Kỹ thuật Hàng khơng Vũ trụ Phịng nghiên cứu Động Hàng không 14 III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN  Ảnh hưởng góc bao kênh thải khí Bộ mơn Kỹ thuật Hàng khơng Vũ trụ Phịng nghiên cứu Động Hàng không 15 III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN  Ảnh hưởng vị trí đặt kênh thải khí Bộ mơn Kỹ thuật Hàng khơng Vũ trụ Phịng nghiên cứu Động Hàng không 16 III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN  Ảnh hưởng vị trí đặt kênh thải khí Bộ mơn Kỹ thuật Hàng khơng Vũ trụ Phịng nghiên cứu Động Hàng khơng 17 IV KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Bộ môn Kỹ thuật Hàng khơng Vũ trụ Phịng nghiên cứu Động Hàng không 18 IV KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN  Ảnh hưởng kênh dẫn thải khí đặc tính khí động học máy nén trục cận âm tầng NASA Stage 38, nghiên cứu Sử dụng trường hợp kênh dẫn thải khí, kênh thải khí, 48 kênh thải khí (trên tồn khối Rotor) Luồng khí trích bên ngồi, nhằm cung cấp nguồn khơng khí cho ứng dụng khác, chẳng hạn làm mát, dòng chảy thứ cấp, v.v Mô số thực mô-đun CFX từ ANSYS 19.1 để giải phương trình Navier-Stokes trung bình 3D Reynold với mơ hình rối k-ε Kết từ mô số cho thấy đề xuất xử lý vỏ bọc có tiềm đầy hứa hẹn việc tăng cường độ ổn định máy nén cận âm tăng hiệu suất đoạn nhiệt, tỉ số nén tổng  Ảnh hưởng tỉ số nén tổng lớn nhất, hiệu suất đoạn nhiệt lớn nhất, hệ số hóc khí thay đổi vị trí kênh dẫn thải khí hình chữ S so với vị trí cánh Rotor.Sau thực nghiên cứu sử dụng kênh dẫn thải khí máy nén dọc trục cận âm tầng NASA Stage 38, hướng phát triển tương lai nâng cao đặc tính hiệu máy nén cách thay đổi hình dạng, kích thước kênh thải khí, tìm vị trí để kênh thải khí không ảnh hưởng đến kết cấu động cơ, …     Bộ môn Kỹ thuật Hàng không Vũ trụ Phịng nghiên cứu Động Hàng khơng 19 Cảm ơn thầy cô lắng nghe ! Bộ môn Kỹ thuật Hàng khơng Vũ trụ Phịng nghiên cứu Động Hàng không 20