Замена реактивных тяг ВАЗ 2107
Приветствую вас друзья на сайте ремонт автомобилей своими руками. Реактивные тяги – важные конструктивные элементы подвески автомобиля. Их задача — обеспечить общую жесткость, надежность конструкции и фиксацию заднего моста.
Реактивные тяги ВАЗ 2107
Такие изделия всегда выполняются из качественного и высокопрочного металла. Но из-за постоянных продольных или поперечных нагрузок, воздействия воды или химии с дороги, а также действия сил скручивания изделие может не выдержать.
При этом чаще всего из строя выходят втулки реактивных тяг, которые время от времени требуют замены.
Когда менять реактивные тяги на ВАЗ 2107?
Как мы упомянули, при изготовлении тяг применяется только качественный металл (как правило, это сталь). Последняя способна выдерживать огромную нагрузку в течение долгих лет эксплуатация.
«Слабое звено» детали – проушины, которые не являются продолжением стержней, а лишь привариваются к ним. При этом не секрет, что сварка имеет свой срок службы. Со временем места соединений могут повредиться или же и вовсе разрушиться.
Чтобы исключить проблемы в движении и не допустить поломки тяг, необходимо время от времени осматривать состояние детали.
При появлении следов разрушения, трещин, деформации и прочих неисправностей требуется замена реактивных тяг ВАЗ 2107.
При этом особое внимание уделяйте сайлентблокам – они часто не выдерживают нагрузок и рвутся. В итоге фиксация тяг ухудшается, они двигаются относительно основания и перестают выполнять свои функции.
При этом не стоит ждать, пока резинки выйдут из строя. При появлении стуков во время движения, осмотра и выявления трещин на тягах незамедлительно их меняйте. Для этого не нужно ехать на СТО – вы все сделаете сами, так как это совсем не сложно.
Особенности замены реактивных тяг: шаг за шагом
Перед тем как поменять реактивные тяги на ВАЗ 2107, отыщите подходящее место. Работу нужно выполнять на яме или эстакаде. В крайнем случае, найдите ровную площадку, поднимите и зафиксируйте нужную часть автомобиля.
Для работы подготовьте:
- необходимый набор ключей;
- щетку по металлу;
- WD-40.
Алгоритм замены реактивных тяг следующий:
1. Вычищайте места соединения реактивных тяг с помощью специальной щетки. После обработки обязательно побрызгайте болтовое соединение WD-40 и дайте время отмокнуть.
Обратите внимание! Что процесс замены тяг идентичен поэтому описывать, как меняется каждая тяга в отдельности нет смысла.
2. Бывает что с первого раза открутить не получится. Проведите повторную обработку вэдэшкой и выждите еще немного времени.
Для большей эффективности можно взять ключ с большим «плечом» и отворачивайте гайку (конечно, если вы работаете лежа под машиной, то такой вариант вряд ли подойдет).
3. Как только гайка поравняется с краем болта, нанесите несколько ударов молотком, чтобы сместить болт с «насиженного» места, так как он обычно сильно прикипает во втулке.
4. С помощью ключа выкручивайте гайку полностью и доставайте болт, ели он не поддается воспользуйтесь выколоткой.
5. Если тяга была вырвана «живьем», то вам придется достать остатки крепления. Сделать это можно с помощью небольшой монтажной лопатки.
6. Теперь переходите ко второй части крепления. Здесь еще придется отвернуть нижнюю часть амортизатора, вытащить распорную втулку и отвести его в сторону, делается это для того что бы получить доступ к болту реактивной тяги фото 1.
8. Гайки могут идти слишком туго–это нормально. Объясняется это тем, что для крепления используется самоконтрящаяся гайка. Ее особенность – наличие капронового «бортика» по краю, который делает соединение более плотным.
11. Дальше – сложнее. Особенность конструкции такова, что болт устанавливается со стороны редуктора. Как следствие, бить по болту не очень удобно – для этого нужно раскрутить все лишнее с левой стороны (снять тормозной диск, достать полуось и так далее).
Конечно, выполнять такие работы – это серьезная затрата сил и времени, поэтому такой работой заниматься нет смысла. Попробуйте зачистить соединение щеткой, обработать WD-40 и после этого сделайте попытку выкручивания фото 2.
Если снова ничего не выходит, то без болгарки уже не обойтись. Срезайте головку болта на промежутке между сайлентблоком и кронштейном. Аналогичную манипуляцию выполняйте и с другой стороны.
12. С помощью монтажной лопатки доставайте тягу из кронштейна.
Обратите внимание, что в случае трещины или поломки реактивной тяги не стоит ее заваривать или пытаться восстанавливать другим способом – это опасно.
Лучше установить новую тягу и больше не переживать за возможный выход из строя узла.
Установка тяги производится по такому алгоритму
1. Устанавливайте тягу сначала в передний кронштейн. Перед тем как вставлять болт в подготовленное место, обязательно смазывайте его с помощью нигрола.
2. Вставляйте реактивную тягу в задний кронштейн. При этом не удивляйтесь, если отверстия совпадать не будут.
Если тяга была сломана, то под воздействием нагрузок мост постоянно перемещался. Это, в свою очередь, привело к смещению крепления.
Чтобы совместить отверстия, необходимо взять монтажную лопатку, упереть ее за кронштейн и выкручивать мост до совмещения отверстий. Как только отверстия проемы станут на один уровень, вставляйте болт и закручивайте гайку.
Путем простых манипуляций, вы сможете самостоятельно заменить реактивную тягу и сэкономить немного средств на посещении СТО.
Главное – не пропустить момент выхода тяги или втулки из строя. Удачи на дорогах и конечно же без поломок.
посмотреть в Автокаталоге
посмотреть в Автокаталоге: Штанга реактивная ВАЗ-2101 продольная верхняя к-т.2шт ТРЕК
|
Код товара: 255407 Штанга реактивная ВАЗ-2101 продольная верхняя к-т.2шт ТРЕКАртикул: 2101-2919013 Производитель ТРЕК TLST-101 |
МКАД |
1 050 ₽ Товар в Корзине
В наличии |
||||||||||||||
посмотреть в Автокаталоге
посмотреть в Автокаталоге: Штанга реактивная ВАЗ-2101 продольная нижняя к-т.2шт ТРЕК
|
Код товара: 159339 Штанга реактивная ВАЗ-2101 продольная нижняя к-т.2шт ТРЕКАртикул: 2101-2919010 Производитель ТРЕК TLST-102 |
МКАД |
850 ₽ Товар в Корзине
В наличии |
||||||||||||||
Код товара: 294319 Штанга реактивная ВАЗ-2101-07 к-т 5шт ROSTECO полиуретанАртикул: 2121-2919010/12/13 Производитель ROSTECO 20117 |
МКАД 3 шт. ОСТШ 0 шт. ЛЕСК 0 шт. Интернет 3 шт. |
3 600 ₽ Товар в Корзине
В наличии |
|||||||||||||||
Код товара: 295847 Штанга реактивная ВАЗ-2101-07 к-т 5шт АвтоВАЗАртикул: 2101-2910000-86 Производитель АвтоВАЗ 21010-2910000-86 |
МКАД 0 шт. ОСТШ 1 шт. ЛЕСК 0 шт. Интернет 0 шт. |
2 600 ₽ Товар в Корзине
Интернет: нет в наличии |
|||||||||||||||
Код товара: 601103 Штанга реактивная ВАЗ-2101-07 к-т 5шт Классика ТРЕКАртикул: 2101-2919010/12/13 Производитель ТРЕК ST70-121 |
МКАД 34 шт. ОСТШ 3 шт. ЛЕСК 0 шт. Интернет 34 шт. |
2 500 ₽ Товар в Корзине
В наличии |
|||||||||||||||
Код товара: 047103 Штанга реактивная ВАЗ-2101-07 к-т 5шт ТРЕКАртикул: 2101-2919010/12/13 Производитель ТРЕК ST70-109 |
МКАД 0 шт. ОСТШ 1 шт. ЛЕСК 0 шт. Интернет 0 шт. |
2 750 ₽ Товар в Корзине
Интернет: нет в наличии |
|||||||||||||||
посмотреть в Автокаталоге
посмотреть в Автокаталоге: Штанга реактивная ВАЗ-2101-07 продольная короткая ТРЕК
|
Код товара: 014418 Штанга реактивная ВАЗ-2101-07 продольная короткая ТРЕКАртикул: 2101-2919013 Производитель ТРЕК TL70-101 |
МКАД 10 шт. ОСТШ 2 шт. ЛЕСК 0 шт. Интернет 10 шт. |
550 ₽ Товар в Корзине
В наличии |
||||||||||||||
посмотреть в Автокаталоге
посмотреть в Автокаталоге: Штанга реактивная ВАЗ-2101-07 продольная нижняя левая АвтоВАЗ
|
Код товара: 003852 Штанга реактивная ВАЗ-2101-07 продольная нижняя левая АвтоВАЗАртикул: 2101-2919010 Производитель АвтоВАЗ 21010-2919010-00 |
МКАД 0 шт. ОСТШ 1 шт. ЛЕСК 0 шт. Интернет 0 шт. |
650 ₽ Товар в Корзине
Интернет: нет в наличии |
||||||||||||||
посмотреть в Автокаталоге
посмотреть в Автокаталоге: Штанга реактивная ВАЗ-2101-07 продольная нижняя левая ТРЕК
|
Код товара: 005797 Штанга реактивная ВАЗ-2101-07 продольная нижняя левая ТРЕКАртикул: 2101-2919010 Производитель ТРЕК TL70-102 |
МКАД 8 шт. ОСТШ 3 шт. ЛЕСК 0 шт. Интернет 8 шт. |
700 ₽ Товар в Корзине
В наличии |
||||||||||||||
посмотреть в Автокаталоге
посмотреть в Автокаталоге: Штанга реактивная ВАЗ-2101-07 продольная нижняя правая АвтоВАЗ
|
Код товара: 007756 Штанга реактивная ВАЗ-2101-07 продольная нижняя правая АвтоВАЗАртикул: 2101-2919012 Производитель АвтоВАЗ 21010-2919012-00 |
МКАД 0 шт. ОСТШ 0 шт. ЛЕСК 1 шт. Интернет 0 шт. |
550 ₽ Товар в Корзине
Интернет: нет в наличии |
||||||||||||||
посмотреть в Автокаталоге
посмотреть в Автокаталоге: Штанга реактивная ВАЗ-2101-07 продольная нижняя правая ТРЕК
|
Код товара: 014417 Штанга реактивная ВАЗ-2101-07 продольная нижняя правая ТРЕКАртикул: 2101-2919012 Производитель ТРЕК TL70-103 |
МКАД 7 шт. ОСТШ 3 шт. ЛЕСК 0 шт. Интернет 7 шт. |
700 ₽ Товар в Корзине
В наличии |
||||||||||||||
Код товара: 003850 Штанга реактивная ВАЗ-2101-07,2121 поперечная АвтоВАЗАртикул: 2107-2919110 Производитель АвтоВАЗ 21070-2919110-01 |
МКАД 1 шт. ОСТШ 1 шт. ЛЕСК 1 шт. Интернет 1 шт. |
750 ₽ Товар в Корзине
В наличии |
|||||||||||||||
посмотреть в Автокаталоге
посмотреть в Автокаталоге: Штанга реактивная ВАЗ-2101-07,2121 поперечная регулируемая СИТЕК (Панара)
|
Код товара: 553814 Штанга реактивная ВАЗ-2101-07,2121 поперечная регулируемая СИТЕК (Панара)Артикул: 2101-2919110 Производитель СИТЕК 79024 |
МКАД 2 шт. ОСТШ 0 шт. ЛЕСК 1 шт. Интернет 2 шт. |
1 650 ₽ Товар в Корзине
В наличии |
||||||||||||||
посмотреть в Автокаталоге
посмотреть в Автокаталоге: Штанга реактивная ВАЗ-2101-07,2121 поперечная ТРЕК
|
Код товара: 100311 Штанга реактивная ВАЗ-2101-07,2121 поперечная ТРЕКАртикул: 2101-2919110 Производитель ТРЕК TB70-101 |
МКАД 1 шт. ОСТШ 1 шт. ЛЕСК 0 шт. Интернет 1 шт. |
800 ₽ Товар в Корзине
В наличии |
||||||||||||||
Код товара: 103043 Штанга реактивная ВАЗ-2121 продольная АвтоВАЗАртикул: 21213-2919010 Производитель АвтоВАЗ 21213-2919010-00 |
МКАД 0 шт. ОСТШ 1 шт. ЛЕСК 4 шт. Интернет 0 шт. |
550 ₽ Товар в Корзине
Интернет: нет в наличии |
|||||||||||||||
Код товара: 437016 Штанга реактивная ВАЗ-21213 к-т 5шт ТРЕКАртикул: 2121-2919010/12/13 Производитель ТРЕК ST70-111 |
МКАД 8 шт. ОСТШ 2 шт. ЛЕСК 1 шт. Интернет 8 шт. |
3 200 ₽ Товар в Корзине
В наличии |
|||||||||||||||
Код товара: 299471 Штанга реактивная ВАЗ-21213 к-т АвтоВАЗАртикул: 21213-2910000-86 Производитель АвтоВАЗ 21213-2910000-86 |
МКАД 0 шт. ОСТШ 3 шт. ЛЕСК 0 шт. Интернет 0 шт. |
2 600 ₽ Товар в Корзине
Интернет: нет в наличии |
|||||||||||||||
Код товара: 539581 Штанга реактивная ВАЗ-21213, 2123 к-т СИТЕК Лидер Лифт регулир.полиуретанАртикул: 21213-2910000* Производитель РОССИЯ 21213-2910000* |
МКАД 1 шт. ОСТШ 0 шт. ЛЕСК 0 шт. Интернет 1 шт. |
6 750 ₽ Товар в Корзине
В наличии |
|||||||||||||||
Код товара: 577228 Штанга реактивная ВАЗ-21214 URBAN к-т АвтоВАЗАртикул: 21213-2910000-87 Производитель АвтоВАЗ 21213-2910000-87 |
МКАД 4 шт. ОСТШ 1 шт. ЛЕСК 1 шт. Интернет 4 шт. |
4 300 ₽ Товар в Корзине
В наличии |
Реактивные тяги ваз 2107 усиленные цена
Резонатор прямоточный труба Стингер на ВАЗ 2101-2107
со скидкой 13 %
Соединительная прокладка для треугольных фланцев
со скидкой 19 %
Выпускная прокладка газопровода на 8кл ВАЗ 2110-2115, Лада Калина, Приора, Гранта
со скидкой 19 %
Соединительный гиб Стингер 51мм на ВАЗ 2101-2107
со скидкой 19 %
Амортизаторы передней подвески damp Спорт для ВАЗ 2101-07 (занижение -25)
со скидкой 19 %
Амортизаторы задней подвески damp Спорт для ВАЗ 2101-07 (занижение -25)
со скидкой 19 %
Переходные пластины 14 сварные на ВАЗ 2101-2107
со скидкой 10 %
Комплект реактивных тяг состоит из 5 тяг, которые устанавливаются взамен стандартных реактивных тяг классического автомобиля.
Резиновые втулки 2108 в реактивных тягах придают жесткость, возможность регулировки каждой штанги.Штанги продольной задней подвески комплектуются проставочными шайбами.
Комплект состоит из 5 тяг, которые устанавливаются взамен стандартных без доработок. Полиуретановые втулки в реактивных тягах придают жесткость.
Резиновые втулки 2108 в реактивных тягах придают жесткость. Штанги продольной задней подвески комплектуются проставочными шайбами.
Количество: 5шт. Материал: сталь, резина, порошковая окраска. Установка: комплект реактивных тяг состоит из 5 тяг, которые устанавливаются взамен стандартных реактивных тяг классического автомобиля. Преимущества: резиновые втулки 2108 в реактивных тягах придают жесткость.
Оплачивайте товары банковской картой, с помощью QIWI, Яндекс.Деньги или WebMoney и экономьте на покупке от 4%, избегая почтовые и банковские комиссии
Этот товар выбрали 15 покупателей
Количество: 5шт.
Материал: сталь, резина , порошковая окраска.
Установка: комплект реактивных тяг состоит из 5 тяг, которые устанавливаются взамен стандартных реактивных тяг классического автомобиля.
Преимущества: резиновые втулки 2108 в реактивных тягах придают жесткость.
Вес, кг: 5 Размеры, см: 113 х 13 х 6 Объем, м3: 0.00881
Варианты доставки товара
Обратите внимание!
Ниже указаны способы доставки, доступные именно для этого товара. В зависимости от способа доставки возможные варианты оплаты могут различаться.
С подробной информацией можно ознакомиться на странице «Доставка и оплата».
Посылка Почтой России
Курьерская доставка по г. Тольятти
Для чего нужны реактивные тяги ваз 2107. Как заменить втулки на задних реактивных тягах в автомобилях ВАЗ (классика)
Такие детали всегда производятся из высокопрочного и качественного сырья. Но из-за поперечных и продольных нагрузок, действия химии с дороги и воды изделие постепенно изнашивается. Чаще всего при этом ломаются втулки реактивных тяг, которые нужно менять время от времени.
Когда ВАЗ-2107 нуждается в замене реактивных тяг
Как уже ранее говорилось, тяги изготавливаются из качественного металла (в основном из стали). Это сырье может выдерживать большие нагрузки в течение многих лет эксплуатации.
Слабое место тяг – проушины. Эти детали привариваются к стержням и не являются их продолжением, а сварка имеет определенный период службы. Со временем постепенно места припоя могут повредиться или разрушиться.
Чтобы не было проблем при движении и не допустить неисправность тяг, нужно периодически проверять состояние запчастей. При возникновении деформации, трещин, следов разрушения необходима замена реактивных тяг.
Особо нужно следить за пригодностью сайлентблоков, которые часто рвутся, не выдерживая нагрузок. В результате этого крепление тяг ослабевает, они начинают двигаться относительно основания, переставая выполнять свои непосредственные функции.
При этом ждать выхода резинок из строя не нужно. При возникновении стуков в момент движения автомобиля, осмотра и выявления повреждений на тягах меняйте их незамедлительно. Для этого не обязательно ехать на станцию техобслуживания, вы можете все сделать самостоятельно.
Пошаговая замена реактивных тяг
Работа осуществляется на эстакаде или яме. Если такой возможности нет, то находится ровная площадка, поднимается и фиксируется нужная часть машины.
Для работы понадобятся:
- набор ключей;
- WD-40;
- щетка по металлу.
Замена реактивных тяг осуществляется следующим образом:
- Вычищаются специальной щеткой места соединения тяг. После данной процедуры обязательно обрабатывается WD-40 болтовое соединение и дается время отмокнуть.
- Случается, что открутить с первого раза не получается, тогда проводится повторная обработка и выжидается еще какое-то время.
Для наибольшей эффективности берется ключ с большим «плечом» и отворачивается гайка, но такой вариант не подходит, если вы работаете без ямы, а лежа под машиной.
- Когда гайка достигнет края болта, молотком наносятся несколько ударов для его смещения с «насиженного» участка, так как обычно этот элемент сильно прикипает во втулке.
- Ключом выкручивается полностью гайка и достается болт, если он не выходит, применяется выколотка.
- Если тяга живьем вырвана, то достаются оставшиеся части механизма. Выполнить это можно с использованием монтажной лопатки.
- Далее переходят ко второму креплению. На этом этапе отворачивается нижняя часть амортизатора, вытаскивается распорная втулка и он отводится в сторону, чтобы вы получили доступ к болту.
- Гайки могут откручиваться очень туго, но это нормально. Объясняется затруднение процесса тем, что для фиксации применяются контргайки. Ее отличительная характеристика – оснащение капроновой каймой по краю, делающей соединение очень плотным.
- Дальше будет сложнее. Построение конструкции таково, что болт монтируется со стороны редуктора. Чтобы до него добраться, нужно снять лишние детали с левой стороны (достать полуось, демонтировать тормозной диск и т. д.). Для выполнения данных мероприятий потребуется много времени и сил. Поэтому советуется щеткой зачистить соединение, обработать его WD-40, а затем попытаться выкрутить
- Если ничего не получается, то используется болгарка. Срезается головка болта на участке между кронштейном и сайлентблоком. Идентичная процедура делается с другой стороны.
- Монтажной лопаткой достается тяга из кронштейна.
Установка тяги делается следующим образом:
- сначала монтируется тяга в передний кронштейн. Перед вставлением болта в нужное отверстие, он обрабатывается нигролом;
- реактивная тяга помещается в задний кронштейн. Не удивляйтесь, если отверстия в месте крепления не будут совпадать.
Если реактивная тяга была сломана, то под нагрузкой мост все время перемещался. Это и привело к смещению.
Чтобы отрегулировать отверстия, нужно монтажной лопаткой, уперев ее за кронштейн, выкручивать мост до совмещения креплений. Когда они совпадут, требуется вставить болт и зафиксировать его гайкой.
С помощью таких манипуляций у вас получится своими руками осуществить замену реактивных тяг и сэкономить средства на посещение СТО.
Довольно часто причиной появления стука в районе задних колес ВАЗа является износ втулок реактивных тяг. Многие меняют тяги целиком, так как это гораздо проще, чем заменить втулки. Но практика показывает, что ресурс реактивной тяги в разы больше ресурса втулок, поэтому имеет смысл поменять только втулки. Сделать самостоятельно это несложно, главное – знать технологию.
Все работы по замене задних реактивных тяг на ВАЗ 2101-2107 удобнее производить на смотровой яме или эстакаде. В первую очередь нужно снять старую реактивную тягу. С одной стороны она крепится к кузову, а с другой – к мосту.
Откручиваем гайки на болтах, снимаем или выбиваем болты с помощью металлической проставки и освобождаем реактивную тягу. Затем необходимо выпрессовать старую металлическую втулку. Для этого нужно зажать проушину реактивной тяги в тисках и выбивать металлическую втулку с помощью проставки.
После того как она выбита, снять резиновую втулку не составит труда – достаточно поддеть ее отверткой. Внутренность проушины лучше всего зачистить напильником.
Для того чтобы установить новые втулки на ВАЗ, нужно воспользоваться тисками. Сначала устанавливаем резиновую втулку – смазываем внутреннюю часть проушины тяги и втулку мыльной водой, а затем с помощью тисков запрессовываем втулку в проушину. Точно так же нужно поступить и с металлической втулкой. Повторяем процедуру для второй проушины.
При установке реактивной тяги лучше всего использовать новые болты и гайки. Перед тем как вставлять болт во втулку реактивной тяги его лучше всего смазать смазкой – литолом или . Так как реактивная тяга в процессе эксплуатации изменяет угол своего положения, смазка защитит болт от стирания резьбы. Впоследствии этот болт будет гораздо проще снять.
Рад Вас приветствовать, друзья, на блоге « »
Стук в задних колесах копейки, двойки и следующего ряда классических моделей отечественного автопрома появляется от износа втулок реактивных штанг или как еще их называют – тяг. Практически все классические ВАЗы в своей компоновке содержат эти нужные для заднего моста элементы.
Некоторые автовладельцы меняют штанги целиком, но для устранения стука или других неисправностей достаточно поменять только втулки, которые очень быстро изнашиваются, если конечно сама тяга не согнулась или не деформировалась. Естественно поменять полностью тягу гораздо проще, чем выбивать изношенную «резинку», а потом назад запрессовывать новую, но этот процесс более экономный и не такой уже сложный.
На рынке сегодня можно встретить много различных ремонтных комплектов, как и штанг полностью, так и втулок отдельно. При покупке стоит обратить внимание на комплектацию, а конкретнее на количество больших и малых резиновых запчастей. Большинство предоставляют наборы с 4-мя большими и 6-ю малыми втулками. Лучше взять ремкомплект для ВАЗ-2121 у которого все элементы одинаково большого размера. Конечно, с ними придется повозиться, но зато полученный результат оправдает все ожидания. Кроме резиновых втулок необходимо будет приобрести и металлические, которые в любом случае тоже необходимо будет заменить.
Процедуру замены втулок задней реактивной тяги необходимо осуществлять на смотровой яме. В первую очередь нужно открутить гайки на болтах, которые соединяют штангу с кузовом автомобиля и мостом. Затем снять болты и освободить саму тягу.
При долгой эксплуатации машины, для осуществления этой операции, могут понадобиться специальные инструменты, например, металлическая проставка, с помощью которой можно выбить заржавевший болт. После снятия реактивной тяги, можно приступить к выбиванию изношенных втулок. Для этого лучше зажать ушко штанги в тиски, и с помощью той же проставки и молотка выбить резинку. После того как втулка сошла со своего места, ее можно легко снять, поддев ее отверткой. В крайнем случае, если она уже прикипела к металлу, втулку можно выдернуть плоскогубцами. После освобождения ушка штанги от резиновой втулки, внутреннюю его поверхность необходимо зачистить с помощью наждачной бумаги и протереть поверхность сухой тряпкой.
При установке новой втулки нужно убедиться, что внутренняя поверхность ушка является гладкой и без шероховатостей. Далее штанга и новая резинка обрабатывается мыльной водой, для того чтобы избежать большого трения. Заменяемая втулка одевается в проушину тяги и с помощью тисков, аккуратно и не спеша запрессовывается. После этого таким же образом осуществляется установка металлической части. Такие же действия необходимо произвести и со второй частью реактивной тяги.
Кроме замены втулок нужно так же позаботиться и о болтах с гайками. Желательно их тоже поменять, потому как реактивная тяга это подвижный элемент автомобиля. Посадочные места кузова и моста машины предварительно зачищаются и смазываются специальным маслом. После этого тяга с замененными втулками прикручивается к корпусу. Так же можно смазать и сами болты, таким образом, защитив их от коррозии.
Стуки и потряхивания в автомобилях ВАЗ в основном зависят от задних реактивных тяг, поэтому следует уделять им внимание, тем более решение проблемы не затрагивает большие финансовые вливания и не требует большего мастерства и опыта. Бывали даже случаи, когда задняя штанга просто лопалась в районе ушка и задний мост «вело» по дороге, но отечественная машина все равно сохраняла ход.
Е ще интересный способ замены втулки ⇓
ВАЗ-2107, реактивная тяга: обозначение, ремонт, замена
ВАЗ-2107 — последняя модель из классики. Этот автомобиль создавался на базе советской «пятерки». Последний в свою очередь берет свое начало от 2106, а тот — от «тройки» и «копейки». Зачем все это? Несмотря на различные улучшения, многие элементы этих машин были похожи (если не идентичны). Все классические модели ВАЗ имеют одинаковую схему подвески. Передняя — независимая на винтовых пружинах, задняя — зависимая ось с тягой Panar.Его еще называют реактивным. Именно об этом элементе мы сегодня и поговорим.
Назначение
Стоит отметить, что эта тяга использовалась автопроизводителями задолго до появления классики. Так, элемент применялся на машинах с зависимой рессорной подвеской. Конструкция тяги не менялась годами. У «семерки» этот элемент представляет собой длинную металлическую трубу, закрепленную под днищем возле задней оси.
Деталь крепится к корпусу с помощью резиновых втулок.Зачем нужна реактивная тяга на автомобиле ВАЗ-2107? Этот элемент предназначен для устранения боковой раскачки автомобиля. Поскольку в задней части «Жигулей» была зависимая подвеска, эта машина сильно наклонялась в поворотах. Для стабилизации корпуса и повышения безопасности машина оснащена водометным движителем. ВАЗ-2107 комплектуется элементом из эластичной стали марки. Такой материал способен длительное время выдерживать высокие нагрузки и отлично работает на сжатие и растяжение.
Неисправности
На самом деле сама тяга износу не подвержена.Основные неисправности касаются мест его соединения с глазом. Обычно обрывается тяга в области сварных швов и втулок. Это происходит по нескольким причинам:
- Во-первых, эта зона самая слабая по конструкции и не выдерживает нагрузки. Поскольку подвеска постоянно страдает от ударов и вибрации, со временем втулки изнашиваются и могут вызывать посторонний шум.
- Во-вторых, тяга под днищем. Ни для кого не секрет, что это место постоянно подвергается воздействию солей, грязи и других реагентов.В результате на поверхности стержня и в местах его крепления появляется коррозия. Спустя время он настолько разъедает металл, что его прочности не хватает для гашения вибраций и просто нарушает сцепление.
Чтобы подобные проблемы не застали владельца врасплох, нужно периодически контролировать состояние этого элемента. При наличии трещин и других деформаций необходимо заменить жиклеры на ВАЗ-2107.
Знаки
Что можно сказать о необходимости замены этого элемента? Если не брать во внимание внешний осмотр, по характеру поведения автомобиля можно определить неисправность тяги.Со временем втулки расшатываются, и тяга перестает выполнять свою функцию.
Автомобиль более наклонен на поворотах, также слышны оглушительные звуки в салоне. Это указывает на вышедшие из строя сайлентблоки. Ну, если бы тяга ржавела и ломалась, часть ее просто волочилась бы по земле. Не заметить такую неисправность вряд ли возможно. Но как добраться домой, если тяга вспыхнула по дороге? Его часть можно повесить на какой-нибудь элемент под днищем (например, глушитель) с помощью проволоки и аккуратно переместить на место стоянки и ремонта.
ВАЗ-2107 Реактивная тяга — цена
Отметим, что эти элементы взаимозаменяемы с другими моделями семейства ВАЗ классика. В среднем цена комплекта реактивных тяг ВАЗ-2107 составляет от одной до двух тысяч рублей. Среди качественной продукции отзывы отмечают тягу от производителя «Фенокс». Сколько стоят эти реактивные тяги для ВАЗ-2107? Стоимость набора 1400 руб. В эту цену входит:
- Боковая тяга.
- Продольные левый и правый.
- Продольный короткий.
Дополнительно включены втулки реактивного двигателя. Как заменить этот товар? Об этом и поговорим ниже.
Инструменты
Итак, для замены необходимо подготовить стандартный набор инструментов (головки, ручки), молоток, монтажный нож, а также универсальную смазку ВД-40. При их отсутствии можно применять любой аналог от производителя «Жидкая моль», «Маннол» и «Лорел».
Эти изделия ничуть не хуже справляются с закисшими болтами.Еще нам понадобится кисточка по металлу. С его помощью очистим головку болтов от скопившейся грязи.
Приступая к работе
Тщательно очистив стыки щеткой, обильно обработайте их универсальной смазкой. Нужно подождать, пока он полностью не проникнет внутрь. Далее подбираем головку нужного размера (на 19) и откручиваем гайку, удерживающую тягу на свободной стороне. Если он плотный, смазку можно повторно распылить на резьбовое соединение. Когда конец болта совместится с гайкой, берем в руки молоток.Необходимо нанести несколько ударов по болту и вывести последний наружу. После этого переходим на вторую сторону. Чтобы его снять, нужно открутить нижнее крепление амортизатора.
Далее достаем распорную втулку упругого элемента. Так мы получаем доступ ко второму болту реактивной тяги ВАЗ-2107. Если гайки откручены плохо, и даже смазка не помогает, можно болт отрезать болгаркой. Обратите внимание: не выбивайте этот элемент молотком, так как он находится близко к коробке передач.Следующим шагом будет снятие остатков тяги.
Установка
Если использовалась шлифовальная машина, важно удалить все остаточные крепления с помощью монтажного шпателя. Как происходит замена жиклера ВАЗ-2107? После этого на старые места креплений устанавливается новый элемент. Но установка может быть сложной. Поскольку старая тяга уже не справлялась со своей задачей, мост мог «уйти» на несколько градусов в сторону.
Чтобы убедиться, что новое звено правильно закреплено, вдавите монтажную площадку в кронштейн и открутите мост до совпадения отверстий.Далее затягиваем все болты и гайки. Такая же процедура проделывается и со второй стороной. Для скручивания используется такая же ручка и шестигранная головка на 19.
Наконец-то
Итак, мы выяснили, почему на автомобиле ВАЗ-2107 используется реактивная тяга и как ее можно заменить. Как видите, элемент легко меняется в гаражном окружении без помощи помощников. Стоимость новой тяги невысока, поэтому при неисправности затягивать с ее заменой не стоит. Это только создаст дополнительные трудности при последующей установке новой тяги.
Датчики | Бесплатный полнотекстовый | Диагностика износа упорного подшипника турбонасосного агрегата НК-33 на основе однокатушечных вихретоковых датчиков
1. Введение
Жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) НК-33 разработан конструкторским бюро академика Н.Д. Кузнецова для лунной программы N1-L3. Это первый в мире однокамерный ракетный двигатель тягой более 100 тс, созданный по замкнутому циклу на основе кислородно-керосиновых компонентов, с многоразовым пуском и многоразовым [1].Несмотря на то, что двигатель был создан в конце 60-х годов прошлого века, он по-прежнему остается выдающимся по некоторым своим эксплуатационным характеристикам и остается мировым приоритетом с точки зрения надежности и технического совершенства. В [2] со ссылкой на представителей американского производителя ракетно-ракетных двигателей «Aerojet Rocketdyne» говорится, что «НК-33 — самый надежный из всех существующих двигателей, работающих на кислороде и керосине, и демонстрирует максимальную надежность». тяговооруженность.По этой причине на ракетах-носителях «Антарес» была использована одна из модификаций НК-33 (AJ-26). Его первый испытательный пуск с двумя ракетными двигателями AJ-26 состоялся 21 апреля 2013 г. [3]. Рассмотрены также проекты новых российских ракет-носителей «Ямал», «Аврора» и «Союз-2-3» с доработанными двигателями НК-33. Ожидается, что двигатель НК-33 значительно увеличит полезные нагрузки, выводимые на орбиту [2]. Турбонасосный агрегат (ТНУ) — один из основных компонентов ЖРД, обеспечивающий поток жидкого ракетного топлива.Топливо находится в непосредственной близости от окислителя в ТПУ и развитие процессов разрушения в элементах блока может иметь катастрофические последствия как для силовой установки, так и для ракеты-носителя в целом [4]. Поэтому надежная работа ТПУ и своевременное обнаружение поломок элементов конструкции ТПУ, которые могут привести к взрыву двигателя, являются первоочередными задачами. критический элемент ТПУ, имеющий значительные механические нагрузки и ускоренный износ которого сопровождается разрушением всей силовой установки.ТПУ современных модификаций НК-33 имеют эффективную автоматику разгрузки БУТ от осевых сил. Однако согласно [4] выход из строя и разрушение подшипникового узла все же возможен. Отсутствие средств контроля износа CJTB не позволяет выявить начало разрушения подшипника и, следовательно, не дает возможности предотвратить возникновение аварийной ситуации. растения в настоящее время известны.Обнаружение металлических частиц износа в системе смазки подшипникового узла [5,6,7,8,9], анализ акустических или вибрационных сигналов [10,11], измерение температуры [12,13] или их комбинация [14] являются наиболее популярными методами среди тех, что используются в аэрокосмических приложениях. В то же время, учитывая жесткое требование разработчиков ЖРД о недопустимости каких-либо изменений в корпусе ТПУ, применение этих методов невозможно, поскольку все они требуют модификации конструкции ТПУ для установки соответствующих датчиков.В [15] предлагается метод контроля смещения для бесконтактной диагностики неисправностей и профилактического обслуживания подшипников букс рельсовых транспортных средств. Он основан на компьютерном зрении, позволяющем отслеживать вертикальное смещение подшипника в смоделированных реальных условиях работы. Хотя способ не предполагает изменения конструкции контролируемого блока, он также не может быть реализован, поскольку требует установки переносной камеры на центральной оси сбоку от подшипникового узла.Более того, на рассматриваемом двигателе это невозможно. В статье предлагается решение проблемы ранней диагностики износа БТН, основанное на замене штатных индукционных датчиков частоты вращения турбонасоса на однокатушечные вихретоковые датчики ( SCECS) с чувствительными элементами (ЧЭ) в виде отрезка линейного проводника [5,16,17,18], которые составляют отдельную и независимую ветвь среди вихретоковых датчиков, используемых в авиакосмическом двигателестроении [19,20,21 , 22]. SCECS обеспечивает контроль осевого смещения вала в CJTB, которое характеризует износ подшипника.В этом случае сохраняется функция измерения частоты вращения вала ТПУ, и никаких модификаций конструкции силовой установки не производится. Последний фактор, как отмечалось выше, является принципиальным условием со стороны разработчиков ЖРД.В статье, помимо введения и заключения, четыре раздела. В разделах последовательно дается разъяснение предлагаемого подхода к ранней диагностике износа КСТТ ТПУ НК-33, описание конструкции и функциональных особенностей СВЭС с ЧЭ в виде отрезка линейного проводника и его модификация, предназначенная для установки на корпусе ТПУ, а также описание принципов преобразования выходного параметра (индуктивности) СВЭС в измерительной цепи (МК) и дальнейшей обработки информационных сигналов СВЭС для определения частоты вращения вала ТПУ и осевое смещение вала в упорном подшипнике, характеризующее состояние контролируемого агрегата.Приведены результаты технико-экономического обоснования предложенного подхода, полученные на лабораторном прототипе системы мониторинга и диагностики.
2. Оценка износа CJTB на основе мониторинга осевого смещения ротора TPU
Основная цель CJTB в TPU — обеспечить положение ротора турбонасоса относительно статора, чтобы снять осевое давление ротор и предотвращать его перемещение в направлении собственной оси. Значительные осевые нагрузки, действующие на ротор ТПУ при работе силовой установки, могут привести к разрушению внутренней поверхности упорного подшипника и его выходу из строя даже при использовании специальных разгрузочных устройств и приспособлений.Вал ротора TPU смещается в направлении осевой силы с истиранием внутренней поверхности CJTB. Величина этого смещения может указывать на степень износа агрегата. Двигатель НК-33 и его элементы имеют законченную конструкцию. Поэтому требование сохранения всех существующих контролируемых параметров ЖРД и недопущения каких-либо изменений в конструкции корпуса двигателя, в том числе за счет установки дополнительных датчиков контроля осевого перемещения ротора, является обязательным условием модернизации системы контроля и управления. опасные состояния двигателя.
В настоящее время известны методы измерения радиальных и осевых смещений конструктивных элементов электростанций, основанные на использовании СЭУ с ЧЭ в виде отрезка линейного проводника [16,23,24]. Они обеспечивают надежную работу в экстремальных условиях, характерных для аэрокосмической отрасли. В [25] показано, что SCECS может также использоваться для измерения скорости вращения и углового ускорения роторов турбомашин, и это выполняет вторую предпосылку с точки зрения поддержания существующих контролируемых параметров ракетного двигателя.Очевидно, что указанные методы и технические средства, реализующие методы, могут быть использованы и для решения задачи ранней диагностики износа КСТТ НК-33 ТПУ. Учитывая жесткие требования недопустимости каких-либо изменений в корпусе ТПУ, авторы предлагают модифицируйте стандартный блок измерения скорости ротора (рисунок 1a), заменив индуктивные датчики частоты вращения IS-445 (RPMS 1 и RPMS 2 ) на специально разработанные SCECS, которые по размеру и монтажным размерам аналогичны IS-445.Конструкция модифицированного блока измерения частоты вращения ротора ТПУ и диагностики износа БВУ показана на рисунке 1б. Учитывая специфику функционирования СЦЭМС, измерительный диск из магнитной стали также следует заменить на немагнитный, сохранив при этом прочность, вес и размер. В одни и те же отверстия устанавливаются СБЭУ 1 и СБЭУ 2 . как соответствующие RPMS 1 и RPMS 2 в стандартном блоке измерения скорости ротора (Рисунок 1a).В свою очередь, блок обработки сигналов RPMS (Рисунок 1a) заменяется измерительным преобразователем (Рисунок 1b), который содержит отдельные MC для каждого SCECS, отдельные генераторы сигналов скорости вращения ротора (RSG 1 и RSG 2 ), и генератором сигналов осевого смещения вала (ADG), общих для обоих датчиков. Чувствительные элементы каждого SCECS 1 и SCECS 2 подключены к своим MC 1 и MC 2 через токоподводы и согласующие трансформаторы (МТ).Микроконтроллеры преобразуют естественные выходные параметры датчиков (индуктивности) в аналоговые сигналы в виде напряжений U 1 и U 2 . Следующие преобразования U 1 и U 2 выполняются в RSG 1 и RSG 2 , которые генерируют выходные сигналы в виде импульсов напряжения с амплитудами и частотами (f 1 и f 2 ), аналогично выходным сигналам штатного блока измерения скорости ротора (рисунок 1а).Напряжения U 1 и U 2 идут параллельно на входе ADG. ADG содержит многоканальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и компьютер (микроконтроллер со всей необходимой периферией). Напряжения U 1 и U 2 преобразуются в ADG в цифровые коды, и вычисляется осевое смещение вала в CJTB (x), которое характеризует износ подшипника. Предварительно полученный набор градуировочных характеристик измерительных каналов с SCECS 1 и SCECS 2 в виде зависимостей цифровых кодов на соответствующих выходах АЦП от осевого смещения вала и радиального зазора (RC) между датчиками » SE и выступ измерительного диска используются для вычисления x.Значение осевого смещения вала (x) в виде цифрового кода передается далее в блок контроля для сравнения с максимально допустимыми пределами и для принятия соответствующего решения.
Таким образом, предлагаемая модификация блока управления скоростью ротора ТПУ содержит два независимых канала измерения скорости вращения, которые полностью имитируют аналогичные каналы штатной системы мониторинга и не требуют изменения существующих алгоритмов обработки сигналов.Блок также содержит дополнительный канал измерения осевого смещения вала в БПД, расширяющий функциональные возможности блока, позволяющий оценить износ подшипников и обеспечивающий формирование сигнала об аварийном останове двигателя при необходимо. Далее рассматриваются рабочие характеристики исходных функциональных элементов системы мониторинга.
3. Однокатушечные вихретоковые датчики с чувствительным элементом в виде отрезка линейного проводника и их расположение на корпусе ТПУ
Схематическое изображение СЭУС, его электрическая конфигурация и результаты электромагнитного взаимодействия ЧЭ SCECS с выступающим концом измерительного диска показаны на рисунке 2.Датчик состоит из трех элементов (рис. 2а): согласующего трансформатора (МТ), «безиндуктивных» токоподводов, выполненных в виде близко расположенных и изолированных коаксиальных цилиндров, и СЭ в виде отрезка проводника. Токовводы и ВЭ образуют вторичную обмотку МП. Первичная обмотка МП включена в МК с импульсным питанием, реализующим метод первой производной [16]. Значение информационного параметра SCECS — его эквивалентная индуктивность (L eq ) зависит от фактического положения выступа. на измерительном диске относительно SE датчика.Предположим, что МП не искажает передний край питающего напряжения прямоугольной формы, возбуждающий ток i SE (t) в цепи SE (рис. 2б). Если выступ измерительного диска находится вне зоны чувствительности SCECS и влиянием вихревых токов в SE, связанных с магнитным полем, вызванным током i SE (t), можно пренебречь, индуктивность L eq = L 0 [16], где L 0 — собственная индуктивность SE, пересчитанная на первичную обмотку ИП (рис. 2c).При приближении выступа измерительного диска к ЧЭ в выступе появляются вихревые токи под действием магнитного поля, создаваемого i SE (t), и появляется изменяющийся во времени ток i p (t) в контуре, имитирующем выступ (рис. 2б). Ток i p (t) влияет на результирующее магнитное поле, что приводит к изменениям тока i SE (t) и, как следствие, к изменениям (уменьшению) эквивалентной индуктивности SCECS L eq .В [16] показано, что в начале переходного процесса при t → 0 эквивалентная индуктивность SCECS зависит только от взаимной индуктивности контуров токов i SE и i p , т.е. расстояние между выступом и ЧЭ датчика. Эквивалентная индуктивность SCECS будет минимальной (L экв., Мин. ), когда геометрический центр (g.c.) кончика выступа совмещен с g.c. ЧЭ (угол поворота ротора Ψ 0 на рис. 2б).Таким образом, в качестве информационного значения принимается L eq, min . Точное значение L eq, min (Ψ 0 ) определяется перекрытием между SE и выступом измерительного диска (осевое смещение выступа) и радиальным зазором (RC) между выступами. Заметим, что использование SCECS для диагностики износа CJTB требует решения двух противоречащих друг другу задач. С одной стороны, осевые смещения выступа, связанные с износом опорных элементов, невелики.Поэтому требуется максимальная чувствительность датчика к смещениям ротора (измерительного диска) ТПУ. С другой стороны, рабочий диапазон измеряемых перемещений должен быть достаточно широким, поскольку размерная цепь в направлении оси ротора помимо перемещений вала из-за износа CJTB содержит другие компоненты, связанные с начальными осевыми зазорами в подшипнике, допуски на его размеры и т. д. Причем их величина может значительно превышать смещения, вызванные износом БПС.Для удовлетворения требований в рабочем диапазоне измеряемых осевых смещений длина ВЭ СЦЭУ выбирается равной длине выступа измерительного диска. Максимально возможная чувствительность СЦЭП и линейность его характеристик достигаются за счет угловой ориентации ВЭ датчика параллельно кончику выступа. На рисунке 3 схематически показано относительное положение SE SCECS относительно выступа измерительного диска. Здесь показана выбранная декартова система координат OXYZ.Начало системы координат привязано к SE SCECS, ось X характеризует осевое смещение измерительного диска, ось Y — RC между SE и выступом, а ось Z — линейное смещение выступа в направлении вращения. Хотя L eq, min (x) представляет интерес только для оценки износа CJTB, необходимо учитывать RC между выступом измерительного диска и SE (координата y) SCECS. RC изменяет работу TPU под действием упругих и температурных деформаций измерительного диска и по своей сути является мешающим фактором.Принимая во внимание вышеизложенное, во время, соответствующее угловому положению измерительного диска Ψ 0 , мы можем записать:Leq, min (x, y) = L0 − ΔL = L0 − ΔLmax (11 + KYy) (1 − xbSE),
(1)
где ΔL max — крайнее изменение эквивалентной индуктивности датчика при нулевом RC и полном перекрытии выступа посредством SE, K Y — коэффициент, характеризующий чувствительность датчика к RC, когда SE полностью перекрывается выступом, и b SE — длина SE.Точные значения K Y и ΔL max определяются экспериментально в процессе калибровки SCECS на специализированных стендах [16]. Очевидно, что выражение (1) не разрешимо для x, если RC (координата y) неизвестна. Это означает, что желаемое осевое смещение вала в CJTB не может быть определено одним датчиком. В этом случае методы, основанные на кластерах (группах одинаковых датчиков) СКЭУС, могут быть использованы для измерения многомерных смещений конструктивных элементов электростанций [23,26].Количество датчиков в кластере определяется количеством измеренных координат перемещения. Согласно методикам, индуктивности первичных обмоток МП СЦЭУ (информационные параметры) фиксируются в определенное время, когда управляемые элементы проходят выбранную систему отсчета. Далее рассчитываются искомые координаты путем совместной обработки данных измерений от каждого датчика с использованием заранее полученных калибровочных характеристик. Наличие двух отверстий для крепления штатных датчиков частоты вращения в корпусе ТПУ позволяет полностью реализовать вариант метода измерения RC и осевых перемещений. структурных элементов электростанций с распределенным кластером СУЭУ [24].SCECS устанавливаются в посадочные места на корпусе TPU, предназначенные для стандартных датчиков частоты вращения. Как уже упоминалось, SE обоих SCECS ориентированы параллельно длинной стороне выступа на измерительном диске. Компания g.c. ЭП СЦЭКС 1 сдвигов относительно ГЦ. монтажного отверстия (датчика) на величину, равную −12Δx и g.c. ЧЭ СЦЭКС2 сдвигается на величину, равную + 12Δx, где Δx — диапазон возможных осевых смещений ротора ТПУ. В этом случае осевое смещение вала в CJTB можно измерить во всем диапазоне его возможных изменений.Последнее условие требует изменения конструкции SCECS, изменив положение g.c. по вертикальной оси датчика. Возможный вариант новой конструкции SCECS (торцевая сторона датчика) и размещение двух SCECS в монтажных отверстиях на корпусе TPU показаны на рисунке 4.4. Схема измерения и преобразование информационных сигналов SCECS
Эквивалентные индуктивности обоих SCECS преобразуются в соответствующие напряжения в отдельных МК, которые были построены по дифференциальной схеме и реализованы методом первой производной.Способ предусматривает фиксацию производной тока в первичной обмотке МП СВЭУ в момент подачи импульса мощности на МК с датчиком. В это время изменения эквивалентной индуктивности SCECS, связанные с прохождением выступа измерительного диска под SE датчика, имеют наибольшую величину. Дифференциальное включение СКЭКС позволяет выделить только информативную часть изменения эквивалентной индуктивности (ΔL) в аналоговом выходном сигнале МК и исключить неинформативную составляющую L 0 .
Традиционно такие МК строятся на основе моста Блюмлейна [16] или неравновесного моста с операционным усилителем в режиме дифференцирования [23,26]. Кроме того, одна ветвь моста включает в себя работающую СЭУС, а вторая — либо аналогичную СЭУС, выполняющую компенсирующие функции, либо ее имитатор в виде катушки индуктивности, величина которой равна собственной индуктивности работающей СЭУС. L 0 [27]. В данном случае вариант дифференциального МК с имитатором SCECS (SCECSS) применим только из-за невозможности размещения дополнительных датчиков на корпусе TPU.Амплитудное значение выходного напряжения МК с SCECS и SCECSS можно определить как: где E — напряжение источника питания МК, а K s — коэффициент, характеризующий чувствительность МК. С учетом (1) уравнение (2) можно переписать для момента, когда выступ измерительного диска находится точно ниже ВЭ СБЭУ (угол поворота диска Ψ 0 , рисунок 3) как:Uout = EΔLmaxL0KS (11 + KYy) (1 − xbSE).
(3)
На рисунке 5 схематично показано расположение выступа измерительного диска относительно ВЭ SCECS 1 и ВЭ SCECS 2 в моменты, когда осевое смещение вала ротора ТПУ отрицательное (рисунок 5а), отсутствует ( Рисунок 5b) и положительный (Рисунок 5c).Истоки локальных систем координат O 1 X 1 Y 1 и O 2 X 2 Y 2 привязаны к g.c. SCECS 1 и g.c. для SCECS 2 , соответственно, ось Z не показана на рисунке 5. Для упрощения дальнейших рассуждений предполагается, что все параметры SCECS 1 и SCECS 2 , а также параметры MC 1 и MC 2 идентичны. Если осевое смещение вала отсутствует (Рисунок 5b), то выступ измерительного диска перекрывает SE обоих SCECS в равной пропорции, и если RC постоянный, напряжение на выходы MC 1 и MC 2 будут равны:Uout1 = Uout2 = 0.5EΔLmaxL0KS (11 + KYy).
(4)
Эффект осевого смещения вала заключается в том, что измерительный диск с выступом будет ближе к одному из SCECS. Таким образом, площадь перекрытия ВЭ СБЭУ выступом увеличится, а площадь перекрытия ВЭ второго датчика выступом, соответственно, пропорционально уменьшится:{Uout1 = EΔLmaxL0KS (11 + KYy) (1 − bSE / 2∓xbSE), Uout2 = EΔLmaxL0KS (11 + KYy) (1 − bSE / 2 ± xbSE).
(5)
На рисунке 6 показаны диаграммы напряжений выходных сигналов MC 1 и MC 2 , соответствующих одинаковым осевым смещениям измерительного диска относительно SE SCECS 1 и SE SCECS 2 , показанных на рисунке 5. .Предполагается, что RC остается неизменным в процессе измерения, а диск имеет два идентичных выступа, расположенных в диаметрально противоположных точках вдоль его образующей. Дальнейшая обработка информационных сигналов SCECS осуществляется на цифровом уровне. Он включает в себя аналого-цифровое преобразование напряжений U из 1 и U из 2 в числовые коды C 1 и C 2 и вычисление желаемого смещения вала в CJTB, которое рассчитывается на основе заранее полученных калибровочных характеристик измерительных каналов в виде зависимостей цифровых кодов, соответствующих индукциям эквивалентности СЦЭКС (напряжения на выходах MC 1 и MC 2 ) , RC (координата y) и осевое смещение измерительного диска (координата x):{C1 = f1 (x, y) C2 = f2 (x, y).
(6)
Решению системы (6) предшествует предварительная аппроксимация набора градуировочных характеристик полиномиальными функциями двух переменных или линейно-сегментная (линейно-полиномиальная) интерполяция. Обычно, если калибровочные характеристики монотонны в заданном диапазоне изменения координат x, y, для вычисления желаемых координат перемещения измерительного диска используется алгоритм, основанный на методе Ньютона [23]. В случае, когда калибровочные характеристики и их аппроксимирующие функции становятся немонотонными, система уравнений (6) не может быть решена этими алгоритмами.Описан алгоритм, который может быть использован для решения системы (6), в которой нет требования монотонности функций f 1 (x, y) и f 2 (x, y). в [26]. В свою очередь, для определения скорости вращения диска рассчитывается временной интервал между крайними значениями соседних колоколообразных импульсов, соответствующих прохождению выступа измерительного диска под ЧЭ того же СЦЭП. и генерировать соответствующие сигналы для штатной системы мониторинга TPU.Следует отметить, что метод определения скорости вращения и углового ускорения диска с дискретной генерацией (лопастное колесо, шестерня, диск с выступами и др.) Подробно рассмотрен в [25]. По этой причине он не приводится в текущем разделе.5. Пилотная проверка выполнимости предлагаемого подхода
Лабораторный стенд был разработан для проверки возможности предлагаемого в статье метода и отладки алгоритмов определения осевых смещений вала ротора TPU в CJTB.Внешний вид стенда показан на рисунке 7а. В его состав входят имитатор ТПУ, содержащий статор (2) с установленными SCECS 1 и SCECS 2 (1), имитатор измерительного диска (3) из нержавеющей немагнитной стали с двумя выступами, блок измерения преобразователи (5), содержащие MC 1 и MC 2 , блок обработки сигналов (6) и внешний модуль E14-440 от L-Card (4) с 14-битным АЦП для ввода измерительной информации в ПК [28].Для проведения экспериментов использовалась специально разработанная SCECS. Диаметр внешнего токоподвода датчика составлял около 20 мм, а длина его ВЭ — около 10 мм. Компания g.c. SE имеет смещение около 5 мм относительно центральной оси датчика. На Рисунке 7b показана установка SCECS на статоре лабораторного стенда.Начальный RC между выступом и SE SCECS был установлен на 0,3 мм. Диапазон осевых перемещений диска ограничивался ± 2 мм. Контроль RC и осевых перемещений осуществлялся стрелочными индикаторами с разрешением 0.01 мм. Измерительный диск вращался электродвигателем постоянного тока с регулируемой скоростью вращения. В экспериментах скорость вращения диска была установлена на 6500 об / мин и ограничена 8000 об / мин в соответствии с требованиями безопасности.
На рис. 8 представлены скриншоты программы сканирования измерительных каналов прототипа диагностической системы. Результаты были получены для указанных выше начальных условий при вращении измерительного диска. Осевое смещение диска относительно g.c. SCECS было принято равным 0 мм (Рисунок 8a), -2,0 мм (Рисунок 8b) и +2 мм (Рисунок 8c). Кривая 1 (красная) на графиках соответствует прохождению выступа под ВП SCECS 1 , а кривая 2 (зеленая) соответствует прохождению выступа под ВЭ SCECS 2 . Как это видно из диаграмм на рис.8 значения амплитуд импульсов, соответствующих прохождению выступов измерительного диска через зоны чувствительности SCECS 1 и SCECS 2 при отсутствии осевых смещений диска, примерно одинаковы и равны примерно 3000 кодовые единицы.Осевое смещение измерительного диска в крайнее левое положение (-2,0 мм) увеличивает амплитуду импульсов, когда выступы проходят через ЧЭ SCECS 1 , примерно равное 4550 кодовым единицам и одновременно уменьшает амплитуду связанных импульсов. при прохождении тех же выступов ЧЭ из SCECS 2 примерно равняется 1700 кодовым единицам. Осевое смещение измерительного диска в крайнее правое положение (+2,0 мм) изменяет сигналы на выходе измерительных каналов с SCECS 1 и SCECS 2 на обратную величину.На том же лабораторном стенде, но в статике, экспериментально получены калибровочные характеристики измерительных каналов с SCECS в диапазонах изменения координаты x от −2 до +2 мм и координаты y от 0,3 до 0,5 мм. Они были аппроксимированы полиномиальной функцией двух переменных:Ck = ∑i = 0I∑j = 0Jaijxiyj,
(7)
где k — номер SCECS (1 или 2), I — порядок полинома по x, J — порядок полинома по y. С учетом (6) и (7) калибровочные характеристики для рассматриваемого случая были представлены в виде полиномов{С1 = 6.9⋅103−1.3⋅104y − 1.35⋅103x + 2⋅103xy − 37.5×2 + 125x2yC2 = 5.7⋅103−9⋅103y + 1.19⋅103x − 1.63⋅103xy + 81.25×2−187.5x2y.
(8)
Полиномы являются монотонными в заданном диапазоне RC и осевых смещений измерительного диска, а известные алгоритмы, основанные на методе Ньютона [23], могут быть использованы для вычисления x, y-координат смещения выступа диска. Осевые перемещения измерительного диска, рассчитанные в стендовом режиме работы (при вращении диска), находились в диапазоне −0.14… + 0,02 мм, когда выступ находился примерно на одинаковом расстоянии от g.c. SE SCECS (это соответствует фиг. 8a). Для режимов работы лабораторного стенда, соответствующих рисунку 8б, в, расчетные осевые смещения диска находились в пределах -2,0… -2,1 мм и + 1,7… + 1,85 мм соответственно. Эти результаты соответствуют исходным данным. Отклонение результатов в пределах ± 0,08 мм может быть связано с неопределенностью ориентации диска в плоскости вращения, когда он был установлен на валу, и с возможными биениями ротора двигателя постоянного тока в осевом направлении.Угловая скорость вращения измерительного диска определялась расстоянием между крайними значениями соседних импульсов, соответствующих прохождению выступов под ЧЭ одного и того же СБЭУ (SCECS 1 или SCECS 2 ). Для диаграмм на рисунке 8 это расстояние равно 370 кодовым единицам. Учитывая частоту дискретизации АЦП 200 кГц и наличие двух выступов на измерительном диске, угловая скорость вращения оценивается в 6480 об / мин. Результат соответствует исходным данным.Таким образом, можно утверждать, что лабораторные испытания полностью подтверждают реализуемость предложенного в статье подхода к определению осевых смещений вала в КПП, которые характеризуют износ подшипникового узла и могут быть источником первичной информации для ранняя диагностика его состояния. Измерительные каналы прототипа системы характеризуются достаточной чувствительностью к измеряемым параметрам. Чувствительность обоих каналов к осевым смещениям измерительного диска в экспериментах для RC 0 составляла более 1400 кодовых единиц на мм.3 мм. Чувствительность измерительных каналов к осевым смещениям уменьшается с увеличением RC и для RC, равного 0,5 мм, составляет около 300 кодовых единиц на мм. Однако даже в этом случае он оставался на достаточном уровне для определения желаемого диагностического параметра с приемлемой точностью. Также следует отметить, что реальные условия эксплуатации ТПУ характеризуются более высокими частотами вращения измерительного диска и более высокими температурами в зоне измерения. Поэтому RC между выступами и корпусом статора, вероятно, будет меньше, чем при лабораторных испытаниях из-за больших упругих и температурных напряжений диска.
6. Выводы
В статье рассмотрен подход к ранней диагностике износа КПП ТПУ НК-33 на основе анализа осевого смещения вала в подшипнике. Предлагаемая модернизация системы контроля и управления опасными состояниями двигателя НК-33 предполагает замену штатных датчиков оборотов ИС-445 на оригинальные СБЭУ с ЧЭ в виде отрезка линейного проводника. В результате конструкция ТПУ не требует никаких изменений.Также сохраняется функция измерения скорости вращения вала TPU, существующая в стандартном блоке контроля и управления.
Предложенный подход апробирован в лабораторных условиях на специализированном стенде с реальным измерительным диском. Проведенные эксперименты полностью подтвердили реализуемость предложенного подхода к определению осевых смещений вала в КПП, которые характеризуют износ подшипникового узла и могут служить источником первичной информации для ранней диагностики его состояния.Также оценивалась чувствительность к осевому смещению измерительного диска. Для RC 0,3 мм это было около 1400 кодовых единиц на мм, что обеспечивало идентификацию желаемого диагностического параметра с приемлемой точностью.
Применение гигроскопичного тандемного дифференциального анализатора подвижности для определения характеристик выбросов ТЧ в выхлопных газах авиационного двигателя, работающего на обычном и альтернативном топливе
ASTM International: Стандартные технические условия на авиационное турбинное топливо, содержащее Синтезированные углеводороды, ASTM D7566, West Conshohocken, PA, https: // doi.org / 10.1520 / D7566-16B, 2016.
Бейерсдорф, А. Дж., Тимко, М. Т., Зиемба, Л. Д., Булзан, Д., Корпоран, Э., Херндон, С. К., Ховард, Р., Миак-Лай, Р., Торнхилл, К. Л., Уинстед, Э., Вей, К., Ю., З., и Андерсон, Б. Э .: Снижение выбросов твердых частиц от самолетов из-за использования топлива Фишера – Тропша, Atmos. Chem. Phys., 14, 11–23, https://doi.org/10.5194/acp-14-11-2014, 2014.
Бискос, Г., Полсен, Д., Рассел, Л. М., Фусек, П. Р., Мартин, С. Т .: Быстрое расплывание и выцветание аэрозольных наночастиц, Атмос.Chem. Phys., 6, 4633–4642, https://doi.org/10.5194/acp-6-4633-2006, 2006.
Brasseur, GP, Gupta, M., Anderson, BE, Balasubramanian, S., Barrett , С., Дуда, Д., Флеминг, Г., Форстер, П. М., Фуглестведт, Дж., Геттельман, А., Халтор, Р. Н., Джейкоб, С. Д., Якобсон, М. З., Ходаяри, А., Лиу, К. Н., Лунд, М. Т., Миак-Лай, Р. К., Миннис, П., Олсен, С., Пеннер, Дж. Э., Принн, Р., Шуман, У., Селкирк, Х. Б., Соколов, А., Унгер, Н., Вулф, П., Вонг, Х. У., Вуэбблс, Д. У., Йи, Б., Ян, П., и Чжоу, К.: Воздействие авиации на климат: авиация FAA. Инициатива по исследованию изменения климата (ACCRI), фаза II, B. Am. Meteorol. Soc., 97, 561–583, https://doi.org/10.1175/BAMS-D-13-00089.1, 2016.
Brunelle-Yeung, E., Masek, T., Rojo, JJ, Levy, JI, Arunachalam, С., Миллер, С. М., Барретт, С. Р. Х., Кун, С. Р., и Вайц, И. А.: Оценка влияние авиационной экологической политики на здоровье населения, транспортная политика, 34, 21–28, https://doi.org/10.1016/j.tranpol.2014.02.015, 2014.
Кокер, Д. Р., Флаган, Р. К., и Сайнфелд, Дж. Х .: Современная камера Центр изучения химии атмосферных аэрозолей, Environ. Sci. Technol., 35, 2594–2601, https://doi.org/10.1021/es0019169, 2001.
Corporan, E., Edwards, T., Shafer, L., DeWitt, M. J., Klingshirn, C., Zabarnick, С., Уэст, З., Стрибих, Р., Грэм, Дж., И Кляйн, Дж .: Химическая, термическая Исследования стабильности, набухания уплотнений и выбросов альтернативных видов топлива для реактивных двигателей, энергетики Топливо, 25, 955–966, https: // doi.org / 10.1021 / ef101520v, 2011.
Cubison, M. J., Coe, H., and Gysel, M .: модифицированный гигроскопический тандемный DMA и метод поиска данных, основанный на оптимальной оценке, J. Aerosol Sci., 36, 846–865, https://doi.org/10.1016/j.jaerosci.2004.11.009, 2005.
Феррон, Г. А., Карг, Э., Буш, Б., и Хейдер, Дж .: Окружающие частицы в городская, полугородская и сельская местность в Центральной Европе: гигроскопичность, Атмос. Environ., 39, 343–352, https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2004.09.015, 2005.
Фитцджеральд Дж., Роджерс Дж. И Хадсон К. Ф .: Обзор изотермической дымки. камерный перформанс, J. Rech. Atmos., 15, 333-346, 1981.
Fors, E.O., Rissler, J., Massling, A., Svenningsson, B., Andreae, M.O., Дусек, У., Франк, Г. П., Хоффер, А., Бильде, М., Кисс, Г., Яницек, С., Хеннинг, С., Факкини, М. К., Десесари, С., Свитлицки, Э .: Гигроскопические свойства. сжигания амазонской биомассы и европейского фона HULUS и исследование их влияние на поверхностное натяжение с двумя моделями, связывающими H-TDMA с данными CCNC, Атмос.Chem. Phys., 10, 5625–5639, https://doi.org/10.5194/acp-10-5625-2010, 2010.
Gysel, M., Nyeki, S., Weingartner, E., Baltensperger, U. , Гибл, Х., Хитценбергер, Р., Петцольд А. и Уилсон К. В. Свойства частиц сгорания реактивного двигателя. во время эксперимента PartEmis, гигроскопичность при недонасыщенных условиях, Geophys. Res. Lett., 30, 20-1–20-4, https://doi.org/10.1029/2003GL016896, 2003.
Gysel, M., Crosier, J., Topping, DO, Whitehead, JD, Bower, KN , Кубисон, М.Дж., Уильямс, П. И., Флинн, М. Дж., Макфигганс, Г. Б., и Коу, Х .: Завершение исследование химического состава и гигроскопического роста аэрозольных частиц во время ТОРЧ3, Атмос. Chem. Phys., 7, 6131–6144, https://doi.org/10.5194/acp-7-6131-2007, 2007.
Хаген Д. Э. и Алофс Д. Дж .: Метод линейной инверсии для определения размера аэрозоля. распределения по результатам измерений с помощью дифференциального анализатора подвижности, аэрозоль Sci. Tech., 2, 465–475, https://doi.org/10.1080/02786828308958650, 1983.
Hagen, D.Э., Лобо П., Уайтфилд П. Д., Трублад М. Б., Алофс Д. Дж. И Шмид, О.: Оценка производительности спектрометра частиц на основе быстрой подвижности для выхлопа самолетов, J. Propul. Power, 25, 628–634, https://doi.org/10.2514/1.37654, 2009.
Hamer, W. J. и Wu, Y.-C .: Осмотические коэффициенты и коэффициенты средней активности. одновалентных электролитов в воде при 25 ° C, J. Phys. Chem. Ref. Данные, 1, 1–54, https://doi.org/10.1063/1.3253108, 1972.
Хямери, К., Вакева, М., Ханссон, Х.-C., И Лааксонен, A .: гигроскопичность рост ультратонкого аэрозоля сульфата аммония, измеренный с помощью сверхтонкого тандема анализатор дифференциальной подвижности, J. Geophys. Res., 105, 22231–22242, https://doi.org/10.1029/2000JD0, 2000.
Hämeri, K., Laaksonen, A., Väkevä, M., and Suni, T .: Hygroscopic рост ультрамелких частиц хлорида натрия, J. Geophys. Res., 106, 20749–20757, https://doi.org/10.1029/2000JD000200, 2001.
Хенниг Т., Масслинг А., Брехтель Ф. Дж. И Виденсохлер А.: Тандемный DMA для измерения роста гигроскопических частиц с высокой температурной стабилизацией от 90% до 98% относительной влажности, J. Aerosol Sci., 36, 1210–1223, https://doi.org/10.1016/j.jaerosci.2005.01.005, 2005.
Холмгрен, Х., Селлегри, К., Херво, М., Роуз, К., Френей, Э., Виллани, П. ., а также Лай, П .: Гигроскопические свойства и состояние перемешивания аэрозоля, измеренные на высокогорный объект Puy de Dome (1465 м над ур. м.), Франция, Атмос. Chem. Phys., 14, 9537–9554, https://doi.org/10.5194/acp-14-9537-2014, 2014 г.
Хорват, Х .: Оценка средней видимости в Центральной Европе, Атмос. Environ., 29, 241–246, https://doi.org/10.1016/1352-2310(94)00236-E, 1995.
Hu, D., Qiao, L., Chen, J., Ye, X., Yang, X., Cheng, T., и Fang, W .: Гигроскопичность неорганических аэрозолей: влияние размера и относительной влажности на Фактор роста, Aerosol Air Qual. Res., 10, 255–264, https://doi.org/10.4209/aaqr.2009.12.0076, 2010.
Johnson, GR, Fletcher, C., Meyer, N., Modini, R., and Ristovski , З.Д .: А надежный портативный H-TDMA для использования в полевых условиях, J. Aerosol Sci., 39, 850–861, https://doi.org/10.1016/j.jaerosci.2008.05.005, 2008.
Ким, Ю. Дж., Ким, К. В., Ким, С. Д., Ли, Б. К., и Хан, Дж. С .: Мелкодисперсные частицы характеристики вещества и его влияние на ухудшение видимости в двух городских сайты в Корее: Сеул и Инчхон, Атмос. Окружающая среда, 40, S593 – S605, https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2005.11.076, 2006.
Ли, Д. С., Фэхи, Д. У., Форстер, П. М., Ньютон, П. Дж., Вит, Р. К.Н., Лим, Л. Л., Оуэн, Б., Саузен, Р.: Авиация и глобальное изменение климата в 21 век, Атмос. Environ., 43, 3520–3537, https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2009.04.024, 2009.
Леви, Дж. И., Вуди, М., Бэк, Б. Х., Шанкар, У. и Аруначалам, С .: Текущий и будущие риски смертности от твердых частиц в США от авиационная эмиссия при посадке и взлете, Анализ рисков, 32, 237–249, https://doi.org/10.1111/j.1539-6924.2011.01660.x, 2012.
Лобо, П., Хаген, Д. Э., Уайтфилд, П. Д., Алофс, Д. Дж.: Physical характеристика выбросов аэрозолей от промышленного газотурбинного двигателя, J. Propul. Power, 23, 919–929, https://doi.org/10.2514/1.26772, 2007.
Лобо, П., Хаген, Д. Э., и Уайтфилд, П. Д.: Сравнение выбросов ТЧ от Коммерческий реактивный двигатель, сжигающий обычное топливо, биомассу и двигатель Фишера-Тропша Топливо, окружающая среда. Sci. Technol., 45, 10744–10749, https://doi.org/10.1021/es201902e, 2011.
Лобо П., Хаген Д. Э., и Уайтфилд, П.Д .: Измерение и анализ Выбросы ТЧ авиационных двигателей с подветренной стороны активной взлетно-посадочной полосы в Окленде Международный аэропорт, Атмос. Environ., 61, 114–123, https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2012.07.028, 2012.
Лобо, П., Хаген, Делавэр, Уайтфилд, Полицейский, и Рэпер, Д .: Выбросы ТЧ измерения действующих двигателей коммерческих самолетов во время рейса Дельта-Атланта Исследование Хартсфилда, Атмосфера. Environ., 104, 237–245, https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2015.01.020, 2015a.
Лобо, П., Кристи, С., Ханделвал, Б., Блейки, С. Г., и Рэпер, Д. В .: Оценка характеристик выбросов нелетучих твердых частиц Вспомогательная силовая установка самолета с различными соотношениями смеси альтернативного реактивного топлива, Energy Fuels, 29, 7705–7711, https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.5b01758, 2015b.
Лобо, П., Кондево, Дж., Ю, З., Кульман, Дж., Хаген, Д. Э., Миак-Лай, Р. К., Уайтфилд, П. Д., и Рапер, Д. В .: Демонстрация метода регулирования для Измерения выбросов нелетучих ТЧ авиационных двигателей с помощью обычных и Изопарафиновые керосиновые топлива, Energy Fuels, 30, 7770–7777, https: // doi.org / 10.1021 / acs.energyfuels.6b01581, 2016.
Лопес-Иглесиас, X. F., Yeung, M. C., Dey, S. E., Brechtel, F. J., и Chan, C. K .: Оценка производительности тандемного увлажненного дифференциала Brechtel Mfg. Анализатор подвижности (BMI HTDMA) для изучения гигроскопических свойств аэрозоля частиц, Aerosol Sci. Tech., 48, 969–980, https://doi.org/10.1080/02786826.2014.952366, 2014.
Massling, A., Leinert, S., Wiedensohler, A., and Covert, D.: Гигроскопический рост субмикрометровых и микрометровых аэрозольных частиц, измеренных во время ACE-Asia, Атмос.Chem. Phys., 7, 3249–3259, https://doi.org/10.5194/acp-7-3249-2007, 2007.
Massling, A., Niedermeier, N., Hennig, T., Fors, EO, Свитлицки, Э., Эн, М., Хамери, К., Виллани, П., Ладж, П., Гуд, Н., Макфигганс, Г., и Виденсохлер, A: Результаты и рекомендации взаимного сравнения шести Hygroscopicity-TDMA системы, Атмос. Измер. Tech., 4, 485–497, https://doi.org/10.5194/amt-4-485-2011, 2011.
Макмерри, П. Х. и Штольценбург, М. Р .: О чувствительности размера частиц к Относительная влажность для аэрозолей Лос-Анджелеса, Атмос.Окр., 23, 497–507, https://doi.org/10.1016/0004-6981(89)
00000 п. 0000092307 00000 п. 0000092700 00000 н. 0000093114 00000 п. 0000093560 00000 п. 0000093947 00000 п. 0000094359 00000 п. 0000094802 00000 п. 0000095192 00000 п. 0000095601 00000 п. 0000096038 00000 п. 0000096429 00000 н. 0000096839 00000 п. 0000097212 00000 п. 0000097624 00000 п. 0000098027 00000 п. 0000098424 00000 п. 0000098849 00000 п. 0000099268 00000 н. 0000099684 00000 н. 0000100097 00000 п. 0000100538 00000 н. 0000100926 00000 н. 0000101316 00000 н. 0000101702 00000 н. 0000102092 00000 н. 0000102485 00000 н. 0000102931 00000 н. 0000103384 00000 н. 0000103758 00000 н. 0000104197 00000 н. 0000104572 00000 н. 0000105011 00000 н. 0000105391 00000 п. 0000105790 00000 н. 0000106229 00000 п. 0000106600 00000 н. 0000106990 00000 н. 0000107420 00000 н. 0000107796 00000 п. 0000108182 00000 п. 0000108618 00000 п. 0000108992 00000 н. 0000109367 00000 п. 0000109804 00000 п. 0000110180 00000 н. 0000110570 00000 н. 0000111012 00000 н. 0000111377 00000 н. 0000111743 00000 н. 0000112200 00000 н. 0000112567 00000 н. 0000112922 00000 н. 0000113290 00000 н. 0000113653 00000 п. 0000114007 00000 н. 0000114364 00000 н. 0000114761 00000 н. 0000115158 00000 н. 0000115583 00000 н. 0000116005 00000 н. 0000116428 00000 н. 0000116847 00000 н. 0000117263 00000 н. 0000117685 00000 н. 0000118106 00000 н. 0000118532 00000 н. 0000118987 00000 н. 0000119434 00000 н. 0000119812 00000 н. 0000120257 00000 н. 0000120645 00000 н. 0000121099 00000 н. 0000121488 00000 н. 0000121846 00000 н. 0000122307 00000 н. 0000122681 00000 н. 0000123037 00000 н. 0000123471 00000 н. 0000123845 00000 н. 0000124203 00000 н. 0000124644 00000 н. 0000125022 00000 н. 0000125398 00000 н. 0000125858 00000 п. 0000126225 00000 н. 0000126606 00000 н. 0000127076 00000 н. 0000127442 00000 н. 0000127797 00000 н. 0000128246 00000 н. 0000128628 00000 н. 0000128999 00000 н. 0000129365 00000 н. 0000129732 00000 н. 0000130103 00000 п. 0000130242 00000 н. 0000130611 00000 п. 0000130805 00000 н. 0000131005 00000 н. 0000131211 00000 н. 0000131419 00000 н. 0000131633 00000 н. 0000132066 00000 н. 0000132280 00000 н. 0000132674 00000 н. 0000132898 00000 н. 0000133288 00000 н. 0000133472 00000 н. 0000133866 00000 н. 0000134051 00000 н. 0000134440 00000 н. 0000134824 00000 н. 0000135207 00000 н. 0000135594 00000 н. 0000135978 00000 н. 0000136377 00000 н. 0000136826 00000 н. 0000137277 00000 н. 0000137631 00000 н. 0000138077 00000 н. 0000138432 00000 н. 0000138887 00000 н. 0000139244 00000 н. 0000139610 00000 н. 0000140057 00000 н. 0000140409 00000 н. 0000140786 00000 н. 0000141241 00000 н. 0000141592 00000 н. 0000141955 00000 н. 0000142402 00000 н. 0000142756 00000 н. 0000143126 00000 н. 0000143569 00000 н. 0000143921 00000 н. 0000144275 00000 п. 0000144716 00000 н. 0000145075 00000 н. 0000145436 00000 н. 0000145887 00000 н. 0000146246 00000 н. 0000146602 00000 н. 0000146958 00000 н. 0000147317 00000 н. 0000147664 00000 н. 0000147850 00000 н. 0000148211 00000 н. 0000148401 00000 н. 0000148595 00000 н. 0000148791 00000 н. 0000148990 00000 н. 0000149195 00000 н. 0000149582 00000 н. 0000149817 00000 н. 0000150186 00000 н. 0000150325 00000 н. 0000150717 00000 н. 0000150938 00000 п. 0000151323 00000 н. 0000151553 00000 н. 0000151938 00000 н. 0000152324 00000 н. 0000152709 00000 н. 0000153094 00000 н. 0000153480 00000 н. 0000153866 00000 н. 0000154318 00000 н. 0000154770 00000 н. 0000155123 00000 н. 0000155573 00000 н. 0000155923 00000 н. 0000156394 00000 н. 0000156741 00000 н. 0000157142 00000 н. 0000157624 00000 н. 0000157973 00000 н. 0000158351 00000 н. 0000158815 00000 н. 0000159165 00000 н. 0000159542 00000 н. 0000160012 00000 н. 0000160362 00000 п. 0000160726 00000 н. 0000161189 00000 н. 0000161528 00000 н. 0000161905 00000 н. 0000162370 00000 н. 0000162697 00000 н. 0000163075 00000 н. 0000163531 00000 н. 0000163854 00000 н. 0000164241 00000 н. 0000164563 00000 н. 0000164937 00000 н. 0000165291 00000 н. 0000165519 00000 н. 0000165872 00000 н. 0000166109 00000 н. 0000166358 00000 п. 0000166604 00000 н. 0000166858 00000 н. 0000167124 00000 н. 0000167511 00000 н. 0000167748 00000 н. 0000168137 00000 н. 0000168367 00000 н. 0000168748 00000 н. 0000168984 00000 н. 0000169366 00000 н. 0000169599 00000 н. 0000169984 00000 н. 0000170375 00000 н. 0000170760 00000 н. 0000171142 00000 н. 0000171525 00000 н. 0000171912 00000 н. 0000172379 00000 п. 0000172841 00000 н. 0000173152 00000 н. 0000173625 00000 н. 0000173929 00000 н. 0000174393 00000 н. 0000174705 00000 н. 0000175059 00000 н. 0000175525 00000 н. 0000175838 00000 н. 0000176195 00000 н. 0000176655 00000 н. 0000176952 00000 н. 0000177307 00000 н. 0000177772 00000 н. 0000178058 00000 н. 0000178403 00000 н. 0000178870 00000 н. 0000179157 00000 н. 0000179508 00000 н. 0000179973 00000 н. 0000180260 00000 н. 0000180606 00000 н. 0000181071 00000 н. 0000181356 00000 н. 0000181711 00000 н. 0000181999 00000 н. 0000182358 00000 н. 0000182707 00000 н. 0000182940 00000 н. 0000183295 00000 н. 0000183531 00000 н. 0000183774 00000 н. 0000184028 00000 н. 0000184254 00000 н. 0000184479 00000 н. 0000184858 00000 н. 0000185081 00000 н. 0000185460 00000 н. 0000185692 00000 н. 0000186064 00000 н. 0000186290 00000 н. 0000186664 00000 н. 0000186889 00000 н. 0000187270 00000 н. 0000187650 00000 н. 0000188029 00000 н. 0000188406 00000 н. 0000188788 00000 н. 0000189172 00000 н. 0000189632 00000 н. 00001 00000 н. 00001 00000 н. 00001 00000 н. 00001 | 00000 н. 0000100000 н. 00001 | 00000 н.
0000292484 00000 н.
0000292939 00000 н.
0000293316 00000 н.
0000293768 00000 н.
0000294145 00000 н.
0000294594 00000 н.
0000294967 00000 н.
0000295415 00000 н.
0000295788 00000 н.
0000296234 00000 н.
0000296689 00000 н.
0000297134 00000 н.
0000297582 00000 н.
0000297973 00000 н.
0000298366 00000 н.
0000298757 00000 н.
0000299147 00000 н.
0000299535 00000 н.
0000299925 00000 н.
0000300315 00000 н.
0000300713 00000 н.
0000301102 00000 п.
0000301536 00000 н.
0000301898 00000 н.
0000302265 00000 н.
0000302630 00000 н.
0000303011 00000 н.
0000303457 00000 н.
0000303832 00000 н.
0000304285 00000 н.
0000304664 00000 н.
0000305109 00000 н.
0000305495 00000 н.
0000305931 00000 н.
0000306318 00000 н.
0000306754 00000 н.
0000307126 00000 н.
0000307564 00000 н.
0000307929 00000 п.
0000308376 00000 н.
0000308824 00000 н.
0000309273 00000 н.
0000309725 00000 н.
0000310153 00000 п.
0000310571 00000 п.
0000311001 00000 н.
0000311436 00000 н.
0000311874 00000 н.
0000312326 00000 н.
0000312767 00000 н.
0000313220 00000 н.
0000313661 00000 н.
0000314098 00000 н.
0000314462 00000 н.
0000314833 00000 н.
0000315207 00000 н.
0000315574 00000 н.
0000316048 00000 н.
0000316417 00000 н.
0000316883 00000 н.
0000317253 00000 н.
0000317729 00000 н.
0000318101 00000 п.
0000318561 00000 н.
0000318933 00000 н.
0000319401 00000 п.
0000319758 00000 н.
0000320217 00000 н.
0000320571 00000 н.
0000321027 00000 н.
0000321488 00000 н.
0000321951 00000 н.
0000322399 00000 н.
0000322838 00000 н.
0000323273 00000 н.
0000323704 00000 н.
0000324144 00000 н.
0000324579 00000 н.
0000325018 00000 н.
0000325422 00000 н.
0000325827 00000 н.
0000326233 00000 н.
0000326635 00000 н.
0000327000 00000 н.
0000327362 00000 н.
0000327742 00000 н.
0000328118 00000 н.
0000328573 00000 н.
0000328934 00000 н.
0000329373 00000 н.
0000329751 00000 н.
0000330195 00000 н.
0000330582 00000 н.
0000331030 00000 н.
0000331425 00000 н.
0000331877 00000 н.
0000332265 00000 н.
0000332723 00000 н.
0000333107 00000 н.
0000333564 00000 н.
0000335788 00000 н.
0000336235 00000 н.
0000338440 00000 н.
0000338889 00000 н.
0000362176 00000 н.
0000362624 00000 н.
0000392474 00000 н.
0000411061 00000 н.
0000411200 00000 н.
0000411364 00000 н.
0000411503 00000 н.
0000411896 00000 н.
0000412070 00000 н.
0000412465 00000 н.
0000412660 00000 н.
0000413058 00000 н.
0000413475 00000 н.
0000413867 00000 н.
0000414262 00000 н.
0000414665 00000 н.
0000415066 00000 н.
0000415453 00000 п.
0000415837 00000 п.
0000416238 00000 п.
0000416655 00000 н.
0000417075 00000 п.
0000417490 00000 н.
0000417945 00000 н.
0000418363 00000 п.
0000418812 00000 н.
0000419235 00000 н.
0000419676 00000 н.
0000420099 00000 н.
0000420553 00000 н.
0000420975 00000 н.
0000421436 00000 н.
0000421868 00000 н.
0000422323 00000 н.
0000422760 00000 н.
0000423205 00000 н.
0000423646 00000 н.
0000424079 00000 п.
0000424520 00000 н.
0000424913 00000 п.
0000425319 00000 п.
0000425695 00000 н.
0000426062 00000 н.
0000426453 00000 п.
0000426832 00000 н.
0000427235 00000 н.
0000427614 00000 н.
0000428017 00000 н.
0000428477 00000 н.
0000428909 00000 н.
0000429323 00000 н.
0000429741 00000 н.
0000430164 00000 п.
0000430577 00000 н.
0000431000 00000 н.
0000431420 00000 н.
0000431873 00000 н.
0000432320 00000 н.
0000432765 00000 н.
0000433025 00000 н.
0000433283 00000 н.
0000433541 00000 н.
0000433791 00000 п.
0000434039 00000 н.
0000434296 00000 п.
0000434544 00000 н.
0000434795 00000 н.
0000435057 00000 н.
0000435311 00000 н.
0000435560 00000 н.
0000435809 00000 н.
0000436055 00000 н.
0000436304 00000 п.
0000436557 00000 н.
0000436811 00000 н.
0000437071 00000 н.
0000437333 00000 п.
0000437596 00000 н.
0000437854 00000 п.
0000438236 00000 п.
0000438615 00000 н.
0000438997 00000 н.
0000439382 00000 н.
0000439763 00000 н.
0000440143 00000 п.
0000440523 00000 п.
0000440906 00000 н.
0000441294 00000 н.
0000441678 00000 н.
0000442152 00000 н.
0000442615 00000 н.
0000443083 00000 н.
0000443338 00000 н.
0000443818 00000 н.
0000444075 00000 н.
0000444547 00000 н.
0000444798 00000 н.
0000445272 00000 н.
0000445524 00000 н.
0000445980 00000 п.
0000446256 00000 н.
0000446714 00000 н.
0000446984 00000 н.
0000447444 00000 н.
0000447716 00000 н.
0000448177 00000 н.
0000448438 00000 н.
0000448697 00000 н.
0000448955 00000 н.
0000449217 00000 н.
0000449475 00000 н.
0000449727 00000 н.
0000449978 00000 н.
0000450229 00000 н.
0000450612 00000 н.
0000450870 00000 н.
0000451251 00000 н.
0000451506 00000 н.
0000451887 00000 н.
0000452147 00000 н.
0000452527 00000 н.
0000452800 00000 н.
0000453182 00000 н.
0000453455 00000 н.
0000453834 00000 н.
0000454208 00000 н.
0000454587 00000 н.
0000454961 00000 п.
0000455337 00000 н.
0000455799 00000 н.
0000456271 00000 н.
0000456712 00000 н.
0000456970 00000 н.
0000457397 00000 н.
0000457664 00000 н.
0000458084 00000 н.
0000458372 00000 н.
0000458799 00000 н.
0000459084 00000 н.
0000459518 00000 п.
0000459801 00000 п.
0000460237 00000 п.
0000460524 00000 н.
0000460967 00000 н.
0000461247 00000 н.
0000461676 00000 н.
0000461957 00000 н.
0000462242 00000 п.
0000462522 00000 н.
0000462798 00000 н.
0000463071 00000 н.
0000463344 00000 п.
0000463620 00000 н.
0000463892 00000 н.
0000464267 00000 н.
0000464555 00000 н.
0000464935 00000 н.
0000465224 00000 н.
0000465603 00000 н.
0000465903 00000 н.
0000466288 00000 н.
0000466592 00000 н.
0000466978 00000 п.
0000467287 00000 н.
0000467679 00000 н.
0000468074 00000 н.
0000468471 00000 н.
0000468864 00000 н.
0000469259 00000 н.
0000469689 00000 н.
0000470120 00000 н.
0000470551 00000 п.
0000470841 00000 п.
0000471269 00000 н.
0000471579 00000 н.
0000472015 00000 н.
0000472279 00000 н.
0000472707 00000 н.
0000472964 00000 н.
0000473397 00000 н.
0000473652 00000 н.
0000474086 00000 н.
0000474338 00000 н.
0000474783 00000 н.
0000475040 00000 н.
0000475469 00000 н.
0000475724 00000 н.
0000475977 00000 н.
0000476239 00000 н.
0000476545 00000 н.
0000476852 00000 н.
0000477158 00000 н.
0000477471 00000 н.
0000477783 00000 н.
0000478219 00000 н.
0000478540 00000 н.
0000478992 00000 н.
0000479303 00000 н.
0000479756 00000 н.
0000480072 00000 н.
0000480523 00000 п.
0000480844 00000 н.
0000481298 00000 н.
0000481623 00000 н.
0000482069 00000 н.
0000482516 00000 н.
0000482953 00000 н.
0000483396 00000 н.
0000483846 00000 н.
0000484280 00000 н.
0000484715 00000 н.
0000485154 00000 н.
0000485388 00000 н.
0000485823 00000 н.
0000486055 00000 н.
0000486495 00000 н.
0000486726 00000 н.
0000487168 00000 н.
0000487390 00000 н.
0000487850 00000 н.
0000488077 00000 н.
0000488533 00000 н.
0000488758 00000 н.
0000489212 00000 н.
0000489444 00000 н.
0000489897 00000 н.
00004 00000 н.
00004 00000 н.
00004 00000 н.
00004 As входной канал, важный компонент перегрузки по току в водометной двигательной установке, используется для соединения пропульсивного насоса и днища движителя.На антикавитационные, вибрационные и шумовые характеристики водометного пропульсивного насоса в значительной степени влияют гидравлические характеристики впускного канала. Гидравлические характеристики впускного канала напрямую влияют на общие характеристики водометной двигательной установки, поэтому конструкция и метод оптимизации впускного канала являются важной частью гидравлической оптимизации водометной двигательной системы. В данном исследовании гидравлические характеристики входного канала водометной двигательной установки с различными параметрами потока и геометрическими параметрами были изучены путем сочетания численного моделирования и экспериментальной проверки.Модельное испытание использовалось для проверки гидравлических характеристик водометной двигательной установки, и результаты показывают, что численные результаты хорошо согласуются с результатами испытаний. Численные результаты надежны. Гидравлические характеристики впускного канала существенно зависят от соотношения скоростей на входе. Существует определенная корреляция между гидравлическими характеристиками входного канала и скоростью судна, а гидравлические характеристики входного канала ограничиваются скоростью судна.Геометрические параметры наилучшего варианта оптимизации следующие: угол падения притока α составляет 35 °, длина L составляет 6,38 D 0 , угол верхней кромки 4 °. Оптимальными условиями эксплуатации являются условия IVR 0,69–0,87. Гидроабразивная силовая установка приводит в движение суда за счет силы реакции, создаваемой высокоскоростной струей воды. Всасывая воду со дна судна, водометная двигательная установка ускоряет поток воды с помощью пропульсивного насоса и получает тягу за счет изменения количества движения.Гидроабразивная силовая установка широко используется в гражданских и военных приложениях из-за ее высокой эффективности системы, сильной антикавитационной способности, отличной маневренности, стабильной работы, низкого уровня шума и т. Д. [1, 2]. В последние десятилетия спрос на гидрореактивные двигатели постепенно увеличивался. Многие специалисты проделали большую работу по моделированию водометной двигательной установки [3–5], навигационным испытаниям [6, 7], взаимодействию водометного винта с корпусом [8, 9] и общей конструкции. гидрореактивной двигательной установки [10, 11] и получил ряд полезных результатов. Однако водометная двигательная установка все еще имеет следующие недостатки: при плавании на мелководье водометная двигательная установка подвержена риску вдыхания гравия. На судах, которые часто плавают на мелководье, чтобы предотвратить попадание мусора в водометный двигательный насос и повреждение водометной двигательной установки, заборная решетка обычно устанавливается на входе входного канала для обеспечения нормальной работы двигательной системы [ 12] .Wang et al.[13] провели численное моделирование влияния входной решетки на характеристики потока в воздуховоде и характеристики гидроабразивной силовой установки. Исследование показывает, что входные решетки могут снизить производительность потока в воздуховоде, а также снизить характеристики гидроабразивной силовой установки. Chang et al. [14] использовали метод CFD для численного моделирования потока через всю водометную двигательную установку и получили точную гидродинамическую силу водозаборной решетки. Настоящая причина разрыва сетки указана в статье. Рулевое устройство установлено после сопла, которое может отклонять струю для создания управляющих и реверсивных усилий. Однако традиционное рулевое устройство нечувствительно и имеет плохие гидродинамические характеристики [15]. Fang et al. [16] и Pandey и Hasegawa [17] использовали методы моделирования и эксперимента для прогнозирования и анализа маневренности и характеристик тяги судов, соответственно. В настоящее время ведется много исследований по рулевому устройству водометной двигательной установки [15, 18].Технологии гидравлического управления вектором тяги в области авиации также представляют собой новое направление исследований реверсивного устройства гидрореактивного двигателя [19, 20]. Из-за влияния параметров волн, длины судна, сопротивления ветра на корпус и т. Д. Сваливание произойдет при движении судна. Есть два типа судовых стойл, включая ветровую стойку и вращающуюся стойку [21, 22]. Ченг и Ци [23] обнаружили, что существует область вращающегося сваливания, так называемая кривая нестабильного напора, когда работают многие пропульсивные насосы.Этой области обычно следует избегать из-за риска нестабильности во время запуска и работы насоса. Xia et al. [24] проанализировали вращающийся срыв при малом расходе и подавили его с помощью сепараторов. Результаты показывают, что картина потока возле входа в пропульсивный насос и распределение скорости в канале улучшаются при установке сепаратора. Система водоструйных пропульсивных насосов в основном состоит из впускного канала, водоструйного пропульсивного насоса, сопла и т. Д. Водометный двигательный насос является основной частью водометной двигательной установки.Tan et al. [25, 26], He et al. [27], а также Wang et al. [28] проделали соответствующие работы по гидравлическим характеристикам насосов смешанного типа и центробежных насосов. Результаты исследований могут служить руководством для оптимизации гидроабразивных гребных насосов. Структура потока, особенно вихревые структуры, такие как вихрь утечки через наконечник, имеет решающее значение для производительности водоструйного насоса. Лю и Тан [29, 30], а также Хао и Тан [31] провели множество исследований эволюции и развития вихря утечки через наконечник и получили ряд полезных результатов, которые могут служить теоретическим руководством для дальнейшего изучения вихря утечки через наконечник. .Входной канал используется как переливной канал, соединяющий пропульсивный насос и днище движителя. На антикавитационные, вибрационные и шумовые характеристики водометного пропульсивного насоса в значительной степени влияют гидравлические характеристики впускного канала. Предыдущие исследования [10, 32, 33] показали, что потери мощности на приеме водометной двигательной установки составляют 7-9% от общей мощности системы. Гидравлические потери впускного канала в основном включают потерю на разделение потока на впуске, потерю сужения проточного канала, потерю из-за засорения и потерю на трение.Динг и Ван [34] и Ван и др. В [35] были выполнены расчеты численного моделирования потерь потока на впускном проходе морских водометов и потерь энергии центробежного насоса соответственно. Юнг и др. [36] сделали стереоскопические измерения скорости изображения частиц в аэродинамической трубе с использованием прототипа гидроабразивной модели. Они наблюдали пару вращающихся в противоположных направлениях вихрей в поле средней скорости на выходе из сопла из-за изменения геометрии впуска от прямоугольного к круглому сечению и из-за внезапного изменения кривизны на стороне выступа.Gong et al. [37] использовали смонтированное на транспортном средстве устройство трехмерной подводной велосиметрии с изображением частиц (PIV) в буксирном баке для измерения распределения скоростей входного канала модели водометного корабля в ходе испытаний на самодвижение. Результаты могут помочь установить требования к конструкции водометного корабля. Конструкция и метод оптимизации впускного канала является важной частью гидравлической оптимизации водометной двигательной установки, и ее гидравлические характеристики напрямую влияют на общие характеристики водометной двигательной установки [38–40].Неравномерный выход из впускного канала вызовет периодические пульсации пропульсивного насоса, вызовет вибрацию и снизит эффективность пропульсивного насоса. Разумная конструкция и оптимизация впускного канала способствует повышению эффективности водометной двигательной установки. Поэтому очень важно спроектировать и оптимизировать впускной канал, сократить цикл проектирования и улучшить гидравлические характеристики водометной двигательной установки. В этом исследовании, основанном на моделировании CFD и эксперименте, была проведена гидравлическая оптимизация входного канала водометной двигательной установки с использованием программного обеспечения CFX.Были проанализированы гидравлические характеристики и закон внутреннего потока во входном канале. Гидравлические характеристики впускного канала оптимизированы на основе параметров потока, таких как соотношение скоростей на входе и скорость судна, а также геометрических параметров, таких как длина, угол падения притока и конфигурация угла кромки. Как показано на рисунке 1, входной канал гидроабразивной двигательной установки можно разделить на шесть компонентов: горизонтальный прямой участок трубы, изогнутый участок, наклонный прямой участок трубы, наклонный участок, выступ и рабочее колесо. вал.Хорошо спроектированный впускной канал должен гарантировать, что шесть компонентов соединены плавно и без резких изменений, и что участки от впускной поверхности до выпускного отверстия впускного канала непрерывно сжимаются. Чтобы спроектировать впускной канал с более низким коэффициентом сопротивления и уменьшить гидравлические потери впускного канала, при проектировании впускного канала следует соблюдать следующие принципы: (1) гидродинамические характеристики впускного канала должны быть гарантированно будет лучше; (2) входной канал должен быть адаптирован к размеру конструкции корпуса и отвечать требованиям установки водометной двигательной установки; (3) должны быть гарантированы высокий КПД и короткий цикл конструкции впускного канала.Как показано на рисунке 2, двумерная геометрическая модель впускного канала связана с тринадцатью параметрами, где L 1 обозначает управляющий параметр горизонтального прямого участка, L 2 и L 3 обозначают параметр управления участка кривой, L 5 и L 6 обозначают параметр управления участка кривой наклона, L 7 обозначает параметр управления длиной участка горизонтальный вход, L 8 и L 9 обозначают управляющий параметр участка кривой выступа, L 4 и L 10 обозначают управляющий параметр наклонного прямолинейного участка. D 0 обозначает выходной диаметр входного канала, а D 1 обозначает диаметр вала рабочего колеса. Среди них L 5 и L 9 управляют наклоном и выступом, соответственно касательными к наклонной прямой линии. L 6 и L 8 регулируют наклон и выступ, соответственно, касательные к входной секции. В таблице 1 представлены основные геометрические параметры впускного канала. 02. Управляющие уравнения и модель турбулентности Среднее по Рейнольдсу N-S Уравнение и уравнение неразрывности были выбраны для описания трехмерного вязкого потока несжимаемой жидкости. Уравнение неразрывности выглядит следующим образом: Уравнение сохранения количества движения выглядит следующим образом: где представляет плотность воды (м³ / с) и представляет компонент скорости жидкости в направлениях i и j (м / с), t представляет время (с), p представляет давление (Па), представляет компонент объемной силы в направлении i (N), представляет коэффициент динамической вязкости и представляет компонент координат. Чтобы решить уравнения N-S , модель турбулентности была введена в численный расчет, чтобы сделать уравнение замкнутым. k-ε и k-ω — две обычно используемые модели турбулентности в расчетах. Хотя модель турбулентности может предсказывать турбулентное движение, результаты моделирования разных моделей турбулентности будут немного отличаться. Чтобы выбрать более подходящую модель турбулентности, численное моделирование было выполнено для трех обычно используемых моделей турбулентности Standard k – ε , RNG k – ε и SST k-ω .Сравнивая результаты расчетов с использованием различных моделей турбулентности с экспериментальными результатами [1], результаты показывают, что модель SST k-ω лучше согласуется с экспериментальными результатами. Кроме того, точность сходимости расчета по модели SST k-ω выше. Модель турбулентности SST k-ω представляет собой вязкую модель турбулентности с двумя уравнениями, основанную на гипотезе Буссинеска, которая сочетает в себе как преимущество моделирования модели k-ω в пограничном слое, так и преимущество моделирования модели k-ω в область свободного течения.Следовательно, в данном исследовании использовалась модель SST (перенос напряжения сдвига) k-ω . На рисунке 3 изображена вся вычислительная область. Дополнительной частью, помимо первоначального входного канала, является водоем под корпусом. Лю и др. [4] смоделировали объем управления потоком водометного двигателя с помощью CFD из трех измерений глубины, ширины и длины, соответственно, и сравнили и проанализировали распределение физических свойств, таких как поток, мощность, тяга и скорость внутреннего поля потока.Наконец, результаты доказывают, что разумный размер водоема составляет 30 D 0 ∗ 10 D 0 ∗ 8 D 0 , где D 0 — диаметр входного канала. торговая точка. Вся вычислительная область генерируется с помощью гексаэдрических структурированных сеток с помощью программного обеспечения ICEM. Пристенная сетка входного канала и водоема уточняется, а значение Y + регулируется в пределах 30–100.Угол всех сеток больше 18 °, и качество сетки лучше. Сетка и контур Y + области входного прохода показаны на рисунке 4. Было проведено исследование чувствительности сетки для оценки необходимой плотности сетки. Было рассмотрено несколько размеров сеток, от общего количества ячеек 2,31 × 10 6 до 2,85 × 10 6 . При изменении плотности сетки значения y + гарантированно удовлетворяли вычислительным требованиям.В таблице 2 представлены случаи комбинации сеток для различных вычислительных областей. Формула для гидравлических потерь выглядит следующим образом: где — разность давлений между входом и выходом входного канала (в Па). Коэффициент давления C p определяется как где — мгновенное давление (в Па), — эталонное статическое давление (в Па) и — скорость судна (в м / с). Вход водоема был задан как входная граница всей расчетной области, а граничное условие входной скорости применялось на входе в расчетную область. Скорость притока на входе равна скорости корабля 10 м / с. Однако при установке граничного условия скорости на входе уравнение Вигардта использовалось для установки фактической скорости на входе из-за влияния пограничного слоя корпуса [4].При входном граничном условии использовалась номинальная интенсивность турбулентности (равная 5%). Выход из водоема и входной канал были заданы как выходная граница. Граничное условие среднего статического давления на выходе применялось при 1 атм на выходе из водоема, а массовый расход принимался в качестве выходной границы входного канала. На твердых границах не применялось условие проскальзывания. Точность сходимости установлена на 10 −5 , и для условий конвекции использовалась схема высокого разрешения. Различный массовый расход на выходе из впускного канала был установлен путем изменения отношения скоростей на входе IVR. Соотношение скоростей на впуске (IVR) является важным параметром для описания гидравлических характеристик впускного канала. IVR относится к отношению скорости судна к средней осевой скорости истечения на выходе из канала. Усредненная осевая скорость истечения на выходе из канала является важным параметром для описания явлений потока на входе, где скорость изменяется от скорости судна до скорости насоса.IVR определяется следующим образом: где — усредненная осевая скорость истечения на выходе из канала (в м / с); — скорость судна (в м / с). На рис. 6 показан эскиз испытательного стенда, который был разработан Бултеном [1]. Стенд для испытаний в масштабе модели состоял из входного канала в масштабе модели и кавитационного туннеля. Сам гидроабразивный насос не включен в испытательный стенд, но вал рабочего колеса диаметром 22 мм включен в испытательный стенд. Входной диаметр входного канала модельной шкалы составляет 150 мм.Распределение скорости в плоскости рабочего колеса в плоскости поперечного сечения непосредственно перед насосом измерялось с помощью трубки Пито с 3 отверстиями. Эксперименты проводились с постоянной туннельной скоростью V туннелем 8 м / с. Туннель V тоннель был равен скорости корабля V корабля . Перед входом применяется зубчатая кромка для утолщения естественного пограничного слоя на стенке туннеля. Форма кромки выбирается после обширной процедуры тестирования.В ходе испытаний оценивали рост толщины пограничного слоя и гладкость профилей. На рисунке 7 показано сравнение численных и экспериментальных результатов распределения осевой скорости на выходе из впускного канала. Эксперименты и численное моделирование проводились при условиях IVR 0,6. В ходе эксперимента массовый расход на входе в туннель регулировался для получения требуемых значений IVR. Основываясь на обзоре доступных (конфиденциальных) экспериментальных и числовых данных, можно сделать вывод, что в пределах проектного пространства для коммерческих приложений все возможные геометрии впускных отверстий показывают более или менее тот же тип распределения скорости, что и в исследовании Bulten [1].Согласно сравнению экспериментальных результатов и численных результатов в этой статье, тенденция распределения осевой скорости согласуется, что показывает, что результаты численного моделирования относительно надежны и модель SST k-ω , выбранная в этой статье заслуживает доверия. Схема потока на входе рабочего колеса является важным фактором, влияющим на безопасную и эффективную работу насоса.Если распределение скорости во входной части рабочего колеса не является равномерным, в процессе вращения рабочего колеса поток будет воздействовать на поверхность давления или поверхность всасывания лопасти, что приведет к увеличению гидравлических потерь в рабочем колесе. Это также является причиной возникновения отрыва потока, вихрей и кавитации на поверхности лопатки. Точно так же, если скорость на впускном участке рабочего колеса не перпендикулярна этому участку, это также изменит скорость на входе и угол потока, что приведет к возникновению плохих структур потока возле впускного отверстия рабочего колеса. Равномерность распределения скорости на измеряемом участке представлена коэффициентом распределения осевой скорости. Распределение осевой скорости является наилучшим, когда коэффициент распределения осевой скорости близок к 100%. Средневзвешенный угол закрутки используется для оценки условий истечения измеряемого участка. Угол потока воды на выходе измеряемого участка лучше, когда он приближается к 90 °. Формула для коэффициента распределения осевой скорости и средневзвешенного угла закрутки выглядит следующим образом: где u ai — осевая скорость каждого элемента расчетного сечения (в м / с), — усредненная осевая скорость скорость расчетного участка (в м / с), u ti — тангенциальная скорость каждого элемента расчетного участка (в м / с), а м — количество ячеек расчетного раздел. Коэффициент давления C p используется для описания распределения статического давления на стенке впускного канала. В то же время коэффициент давления используется для количественного анализа антикавитационной способности водометной двигательной установки. Характеристики кавитации во входном канале водометной двигательной установки включают два требования. Во-первых, нет кавитации или кавитации в воздуховоде не очевидно. Во-вторых, давление на выходе из впускного канала не должно быть слишком низким. Эффективность — важный показатель для оценки впускного канала. Эффективность впускного канала отражает степень использования поступающей энергии. На рисунке 8 показаны определения стандартных мест расположения водометной двигательной установки на 24-м заседании ITTC. Участок 1A на чертеже, расположенный на 1 D 0 перед входным касанием, представляет собой воображаемую зону захвата входного отверстия. Рекомендуемая зона захвата на входе 24-го ITTC [41, 42] приняла полуэллиптическую форму с длиной длинной оси, равной 1.5 Д 0 . Yu et al. [43] использовали метод CFD для моделирования поля потока водометного винта и определили, что форма входной области захвата была полуэллиптической в диапазоне обычных рабочих условий. Расход на входе в зону захвата равен расходу на выходе из впускного канала. В этом исследовании эффективность впускного канала выражается отношением полной энергии секции 1A и секции 3. Секция 1A представляет собой полуэллиптическую зону захвата на входе, которая расположена 1 D 0 перед входным касанием .Длина по длинной оси полуэллиптической входной зоны захвата составляет 1,5 D 0 . Секция 3 представляет собой входной канал и выход. Формула для определения эффективности входного канала выглядит следующим образом: Энергия в секции 1A и секции 3 может быть определена следующими уравнениями: где — давление на выходе входного канала (Па), обозначает скорость входной зоны захвата ( м / с), и обозначает давление входной зоны захвата (Па). Гидравлические характеристики одного и того же впускного канала различаются в разных рабочих условиях. Отношение скоростей на впуске IVR определяет скорость всасывания и скорость диффузии жидкости через впускной канал при определенных рабочих условиях. В таблице 3 приведены расчетные параметры впускного канала при различных условиях IVR. На рисунке 10 показано распределение скорости в выходном сечении входного канала с различными IVR. Результаты показывают, что с увеличением IVR скорость на выходе из впускного канала увеличивается, область высокоскоростного распределения увеличивается, а область низкоскоростного распределения уменьшается. Максимальная скорость выходного сечения при условии IVR равна 2.38 в 3,67 раза больше, чем при условии, что IVR равен 0,54. Распределение скорости на левой и правой сторонах вала крыльчатки симметрично. Верхняя часть вала крыльчатки представляет собой область с низкой скоростью, а нижняя часть вала крыльчатки представляет собой область с высокой скоростью. Область высоких скоростей увеличивается с увеличением IVR. С увеличением IVR область низких скоростей постепенно смещается в нижнюю часть вала рабочего колеса. С увеличением IVR левое и правое распределение скоростей вала крыльчатки становится асимметричным.Основными причинами неравномерного оттока на выходном участке входного канала являются забор пограничного потока воды, препятствие потоку воды на вал крыльчатки и влияние переходного участка изгиба входного канала. Пограничный водозабор зависит от потока, забираемого из пограничного слоя. По мере увеличения IVR увеличивается степень всасывания пограничного слоя и уменьшается градиент расхода, что также приводит к увеличению однородности потока. Вал крыльчатки препятствует потоку воды.На рисунке вокруг приводного вала имеется узкая низкоскоростная зона, которая влияет на равномерность распределения скорости на выходе. На рисунке 11 показаны контур давления и линии тока во впускном канале с различными IVR. Результаты показывают, что при различных условиях IVR структура внутреннего потока во входном канале относительно однородна. Однако чрезмерные или слишком маленькие условия IVR приведут к обратному потоку и разделению потока в проточном канале. Благодаря особой конструкции выступа распределение давления в положении выступа резко меняется.Из рисунка видно, что при постоянной высоте проточного канала достаточно длинный переходной участок с уклоном может гарантировать, что набегающий поток течет в насос равномерно. Если длина наклонного участка слишком мала, входящий поток будет проходить через канал неравномерно, что легко приведет к обратному потоку и увеличению гидравлических потерь во входном проходе. Это указывает на то, что разделения потока следует избегать или уменьшать при фиксированной длине входа. На рисунке 12 показан коэффициент распределения осевой скорости и средний угол закрутки средневзвешенной скорости на выходном участке входного канала с различными IVR.Результаты показывают, что по мере увеличения IVR увеличивается равномерность скорости потока в выходном сечении входного канала. Когда IVR составляет 2,38, коэффициент однородности осевой скорости на выходе из впускного канала составляет 79,9%, что на 10% выше, чем при IVR 0,54. Хотя равномерность осевой скорости в выходном сечении плохая, когда IVR составляет 0,54, средний угол закрутки взвешенной скорости лучше. Результаты показывают, что с увеличением IVR скорость на выходе из впускного канала увеличивается, область высокоскоростного распределения увеличивается, а область низкоскоростного распределения уменьшается.Максимальная скорость выходного сечения при IVR, равном 2,38, в 3,67 раза больше, чем при условии, что IVR равен 0,54. Когда IVR меньше 0,67, средневзвешенный угол закрутки скорости в выходном сечении входного канала явно увеличивается. На рисунке 13 показан эскиз средней части впускного канала. Точки контроля давления располагались на верхней и нижней стенках входного канала. Как показано на Рисунке 14, анализ давления проводился на верхней и нижней стенках средней части впускного канала.Среди них абсцисса S / D представляет собой отношение расстояния между точкой контроля давления в средней части и выходной частью входного канала S к выходному диаметру D 0 входного канала. . Как видно из рисунка 14 (а), когда значение S / D находится между 2 и 3, на кривой коэффициента давления на стенку впускного канала наблюдается значительный перепад давления. Это связано с наличием вала крыльчатки, который более выражен при высоком IVR, потому что скорость на выходе из входного канала наибольшая.На рисунке 14 (b) представлена кривая коэффициента давления C p на нижней стенке с различными IVR. Из рисунка видно, что давление у губы резко падает. На рисунке 14 показано, что по мере увеличения IVR давление на стенку впускного канала уменьшается. Существует большая тенденция к падению давления на выходе из входного канала, переходной части изгиба входного канала и в углах выступа. Поскольку давление у нижней стенки меньше, чем у верхней стенки при том же IVR, нижняя стенка более подвержена кавитации, чем верхняя стенка.Из-за более высокого давления в средней части входного канала в условиях низкого IVR антикавитационные характеристики входного канала при работе с низким IVR лучше, чем при высоком IVR. В условиях высокого IVR точка минимального давления в углу выступа нижней стенки перемещается от нижнего края к верхнему краю. На рисунке 15 показано минимальное число кавитации C p min с различными IVR. По мере увеличения IVR минимальное число кавитации средней секции сначала увеличивается, а затем уменьшается.Как видно из рисунка, когда значение IVR составляет от 0,78 до 0,96, минимальное число кавитации больше критического числа кавитации. Это указывает на то, что кавитация во впускном канале в это время менее вероятна. Путем сравнения гидравлических характеристик впускного канала при различных условиях IVR было обнаружено, что, когда IVR составляет 0,87, эффективность потока составляет 96,2%, и комплексные гидравлические характеристики впускного канала являются оптимальными. Таким образом, гидравлические характеристики впускного канала существенно зависят от соотношения скоростей на входе (IVR).В условиях низкого IVR кавитация во входном канале не может легко возникнуть, а равномерность потока на выходе неудовлетворительна. Кавитация легко может возникнуть во входном канале в условиях высокого IVR, и равномерность оттока во входном канале лучше. Комплексные гидравлические характеристики впускного канала превосходны, когда IVR составляет от 0,78 до 0,96. Когда IVR находится между 0,78 и 0,96, впускной канал прототипа находится в оптимальном рабочем состоянии. Для анализа влияния скорости судна на гидравлические характеристики входного канала, равномерность распределения скорости потока, средний угол завихрения взвешенной скорости в распределении скорости потока и характеристики кавитации входного канала. проход со скоростью 10 м / с, 12 м / с и 15 м / с. На рисунке 16 представлены коэффициент распределения осевой скорости и средневзвешенный угол закрутки при различных скоростях судна. Как видно из рисунка 16 (а), при тех же условиях IVR по мере увеличения скорости судна равномерность распределения скорости на выходе входного канала увеличивается, но это увеличение ограничено, и максимальная скорость роста составляет около 3.7%. Это показывает, что единообразие характеристик входного канала может быть улучшено при увеличении скорости судна, но эффект ограничен. На рисунке 16 (b) показано, что средневзвешенный угол закрутки на выходе входного канала немного увеличивается по мере увеличения скорости судна, и максимальное увеличение составляет около 1 °. На рис. 17 показано минимальное давление в средней части впускного канала, изменяющееся в зависимости от IVR на разных скоростях. Результаты показывают, что давление продольной стенки во входном канале сильно зависит от скорости судна.По мере увеличения скорости судна минимальное давление на стенку входного канала в целом уменьшается, а диапазон оптимальных рабочих точек сужается. В условиях низкого IVR и высокого IVR минимальное давление на стенку впускного канала значительно снижается, и чем выше скорость, тем больше падает давление на стенке. Когда скорость судна увеличивается до определенного значения, явление кавитации все еще происходит при оптимальных расчетных условиях входного канала. Чем больше скорость судна, тем шире зона кавитации, что указывает на ограничение скорости судна при работе водометного движителя в нормальных условиях. Для анализа влияния основных геометрических параметров на гидравлические характеристики и характеристики потока во впускном канале были изучены три геометрических параметра: длина, угол наклона и угол кромки впускного канала. Пример исследования геометрических параметров представлен в Таблице 4. В случае сохранения постоянной высоты H впускного канала длина L была изменена путем изменения шлицевой кривой на склоне.Для исследования гидравлических характеристик впускного канала использовались три варианта длины, как показано на рисунке 18. На рисунке 19 показано изменение коэффициента распределения осевой скорости и среднего угла завихрения взвешенной скорости на выходе из впускного канала с IVR для различных длина случаев. Как показано на Рисунке 19 (a), равномерность скорости истечения на выходе из впускного канала в случаях 2 и 3 намного выше, чем в случае 1. Максимальные коэффициенты распределения скорости в случаях 2 и 3 указаны выше. 82%, что составляет 2.На 49% и 2,34% выше, чем в случае 1, соответственно. Когда IVR меньше 0,68, равномерность скорости в случае 3 снижается больше всего. Более того, когда IVR равен 0,54, равномерность скорости в случае 3 является наихудшей среди трех случаев. Основная причина плохой однородности скорости в Варианте 3 при условии низкого IVR заключается в том, что существуют некоторые плохие схемы потока, такие как вихри во входном канале Варианта 3 при условии низкого отношения скоростей на входе. Во-вторых, поскольку длина канала самая короткая, он не может хорошо регулировать поток воды и устранять вихри.На рисунке 19 (b) представлено изменение среднего угла завихрения взвешенной скорости на выходе из впускного канала для трех случаев с IVR. Средневзвешенный угол закрутки на выходе из впускного канала в случаях 2 и 3 немного уменьшается по сравнению с таковым из случая 1. Когда IVR равен 0,54, разница между средневзвешенным углом закрутки скорости в случае 1 и в случае Случаи 2 и 3 — самые большие. Средневзвешенные углы закрутки для случая 1 на 2,3% и 4,0% выше, чем для случаев 2 и 3, соответственно.Средневзвешенный угол закрутки в случаях 1 и 2 уменьшается с увеличением IVR в целом, но тенденция изменения в случае 3 противоположна. На основании приведенного выше анализа установлено, что гидравлические характеристики выходного отверстия впускного канала в случаях 1 и 2 значительно лучше, чем в случае 3. Коэффициент распределения осевой скорости в случае 2 в целом улучшен по сравнению с вариантом 1, максимальная разница составляет 5,11%, а средний угол закрутки взвешенной скорости немного уменьшается. На рисунке 20 представлена тенденция изменения минимального числа кавитации вдоль стенки впускного канала с IVR. Из рисунка видно, что минимальное число кавитации стенки входного прохода в Варианте 3 в основном ниже критического числа кавитации, что указывает на плохие антикавитационные характеристики Варианта 3. В условиях низкого IVR и высокого IVR минимальное число кавитации стенки впускного канала в случае 2 меньше, чем в случае 1.Когда значение IVR составляет от 0,78 до 0,96, антикавитационные характеристики случая 1 лучше. Когда значение IVR составляет от 0,77 до 0,98, антикавитационные характеристики варианта 2 лучше. Таким образом, область высокой эффективности в случае 2 шире, чем в случае 1. На рисунке 21 показаны линии тока трех различных впускных каналов при условии, что IVR равен 0,53. Как видно из рисунка, линии тока во входном канале корпуса 1 однородны, и явления водоворота отсутствуют.Однако в случаях 2 и 3 наблюдаются вихри и другие формы течения. Явления водоворота и рефлюкса в случае 3 серьезны. Сравнивая с рис. 19 (а), можно увидеть, что, когда IVR равен 0,53, 0,59 и 0,67, картина потока во входном канале плохая, и легко возникают неблагоприятные режимы потока, такие как водоворот и орошение. Приведенный выше анализ показывает, что длина L влияет на гидравлические характеристики, когда другие геометрические параметры воздуховода остаются неизменными, то есть кривизну уклона следует учитывать при проектировании впускного канала.Если кривизна наклона впускного канала мала, степень кривизны наклона не очевидна или даже близка к прямой линии, впускной канал будет подвержен нежелательным явлениям потока, таким как водовороты, и гидравлические потери будут повысился. В таблице 5 представлены КПД, коэффициент распределения осевой скорости и средневзвешенный угол закрутки впускного канала для трех случаев при IVR 0,83. Сравнивая эффективность трех случаев, можно увидеть, что длина входного канала сильно влияет на эффективность входного канала.Уменьшение длины впускного канала изменит кривизну наклона впускного канала. Когда кривизна уклона превышает разумный диапазон, гидравлические характеристики впускного канала явно ухудшаются. Эффективность Варианта 3 на 24,8% и 24% меньше, чем у Варианта 1 и Варианта 2, соответственно, главным образом потому, что длина пути потока в Варианте 3 слишком мала, и во входном канале появляются водовороты. Короче говоря, на производительность впускного канала существенно влияет его длина.Гидравлические характеристики впускного канала для варианта 2 лучше, а IVR в рабочих условиях составляет от 0,77 до 0,98, что расширяет оптимальные рабочие условия для прототипа. При проектировании следует учитывать кривизну склона, чтобы избежать недостатка длины и возникновения нежелательных явлений потока, таких как наличие водоворотов. Длина впускного канала, центральная высота выпускной секции, выходной диаметр и угол падения водометной пропульсивной насосной системы являются ключевыми параметрами для конструкции впускного канала.Гидравлические характеристики впускного канала для варианта 2 лучше, а диапазон оптимальных условий эксплуатации шире. Поэтому оптимизация продолжается на основе случая 2, и гидравлические потери дополнительно уменьшаются за счет изменения угла падения α. Из-за ограничения размера и скорости водометного движителя запас регулировки длины входного канала и диаметра выходного отверстия ограничен. Следовательно, гидравлический расчет угла падения особенно важен для оптимизации впускного канала.На рисунке 22 показан эскиз случаев оптимизации угла падения. На рисунке 23 показано изменение коэффициента распределения осевой скорости и среднего угла закрутки взвешенной скорости на выходе из впускного канала с IVR для различных случаев угла падения. Как видно из рисунка 23 (а), равномерность осевой скорости на выходе из впускного канала для вариантов 6 и 7 значительно улучшена. По мере увеличения угла падения равномерность осевой скорости на выходе из впускного канала не увеличивается все время.Равномерность осевой скорости на выходе из впускного канала для случая 5 немного ниже, чем для случая 4. Приведенный выше анализ показывает, что существует лучший диапазон углов падения, который полезен для улучшения гидравлических характеристик входного канала. Среди четырех случаев равномерность оттока в случае 7 лучше, чем в случае 6 при различных условиях IVR, но максимальный коэффициент распределения скоростей в случае 6 выше, чем в случае 7. Наивысший коэффициент распределения скоростей в случае 6 составляет 88 .46%. Рисунок 23 (b) показывает, что разница для среднего угла закрутки взвешенной скорости в четырех случаях мала, а средний угол закрутки взвешенной скорости в случае 6 немного лучше, чем в других случаях. На рисунке 24 представлена тенденция изменения минимального числа кавитации вдоль стенки впускного канала с IVR. Из рисунка видно, что с увеличением угла падения входного канала минимальное давление на стенку воздуховода в целом уменьшается. Оптимальные рабочие условия впускного канала переходят в состояние низкого IVR, и рабочий диапазон постепенно уменьшается с увеличением угла наклона.Явление кавитации происходит на стенке впускного канала корпуса 7 при различных IVR. Оптимальное рабочее состояние Case 6 — рабочее состояние IVR в диапазоне 0,73–0,86. Когда угол наклона впускного канала находится в диапазоне 30–35 °, гидравлические характеристики впускного канала лучше. Если угол наклона превышает этот диапазон, во входном канале возникает большая площадь стеночной кавитации, и гидравлические характеристики ухудшаются. Таблица 6 показывает эффективность, коэффициент распределения осевой скорости и средневзвешенный угол закрутки впускного канала для четырех случаев при IVR, равном 0.83. Равномерность распределения скорости на выходе из впускного канала корпуса 6 значительно улучшена, а общие характеристики стали лучше. Следовательно, на основе случая 2 гидравлические характеристики впускного канала дополнительно оптимизируются в случае 6. Кривизна губ между гладким входным отверстием горизонтального входного канала входного типа и днищем судна изменяется наиболее резко, и изменение кривизны губ напрямую влияет на его гидравлические характеристики.Детали профиля губ все еще нуждаются в дальнейшем изучении. Угол атаки между потоком и кромкой сильно меняется, когда рабочий диапазон входного канала с фиксированной площадью велик. На рисунке 25 показан эскиз вариантов оптимизации структуры губ. На рисунке 26 показано изменение коэффициента распределения осевой скорости и среднего угла завихрения взвешенной скорости на выходе из впускного канала с IVR для различных случаев конструкции губ. Как видно из рисунка 26 (а), различные конструкции выступов имеют незначительное влияние на однородность впускного и выпускного отверстий, лишь немного отличаются в условиях низкого IVR и высокого IVR, и общая разница невелика.Равномерность оттока из входного канала меньше зависит от структуры губ. Только в условиях низкого IVR и высокого IVR равномерность оттока во входном канале немного отличается, и общая разница невелика. За исключением случая 8, максимальные коэффициенты распределения осевой скорости в других случаях превышают 88,5%. Рисунок 26 (b) показывает, что разница средневзвешенного угла закрутки на выходе из впускного канала в каждом случае небольшая. Максимальная разница средневзвешенного угла закрутки на выходе из впускного канала пяти корпусов не более 1.42 °. На рисунке 27 представлена тенденция изменения минимального числа кавитации вдоль стенки впускного канала с IVR. Изменение давления на стенке в разных случаях в основном одинаково между 0,8 и 2,0 от IVR. Когда отношение скоростей на впуске меньше 0,78, минимальное давление на стенку впускного канала в разных случаях сильно различается. Поскольку в условиях низкого IVR, чем больше угол наклона кромки, тем больше давление на стенку, и во входном канале меньше вероятность кавитации.Антикавитационные характеристики Case 9 лучше. Оптимальное рабочее состояние Case 9 — рабочее состояние IVR 0,69–0,87. Различные варианты структуры губ не изменяют нижний край выступа, а изменяют только верхний край угла выступа. Из результатов по эффективности, коэффициенту распределения осевой скорости и средневзвешенному углу закрутки можно видеть, что конструкция кромки впускного канала незначительно влияет на показатель оценки. При условии, что коэффициент распределения осевой скорости и изменение среднего угла завихрения средневзвешенной скорости для различных случаев являются небольшими, антикавитационные характеристики входного прохода в случае 9 лучше.Оптимальными условиями работы Case 9 являются условия IVR, равные 0,69–0,87. На основе случая 6 антикавитационные характеристики входного канала дополнительно оптимизируются в схеме 9, которая расширяет рабочий диапазон входного канала и достигает цели оптимизации. Таким образом, Вариант 9 — лучший вариант оптимизации для водометной двигательной установки без насоса. Геометрические параметры Варианта 9 следующие: угол падения притока α равен 35 °, длина L равна 6.38 D 0 , а угол верхней губы составляет 4 °. В данном исследовании гидравлические характеристики входного канала водометной двигательной установки с различными параметрами потока и геометрическими параметрами были изучены путем сочетания численного моделирования и экспериментальной проверки. Чтобы найти подходящие числовые настройки и обеспечить точность расчета, для расчетов и анализа используются разные номера сетки.Модельное испытание использовалось для проверки внутренних характеристик водометной двигательной установки, и результаты показывают, что численные результаты хорошо согласуются с результатами испытаний. Численные результаты надежны. Гидравлическая оптимизация проводится для впускного канала прототипа по двум важным параметрам потока, а именно, коэффициенту скорости на входе (IVR) и скорости судна, а также анализируется влияние параметров потока на его гидравлические характеристики. Путем расчетов и анализа были получены следующие результаты: Гидравлические характеристики впускного канала существенно зависят от соотношения скоростей на входе.В условиях низкого IVR кавитация во входном канале не может легко возникнуть, но равномерность выходного потока из входного канала оставляет желать лучшего. Кавитация легко может возникнуть во входном канале в условиях высокого IVR, в то время как равномерность выходного потока во входном канале лучше. Комплексные гидравлические характеристики впускного канала превосходны, когда IVR составляет от 0,78 до 0,96. Оптимальными условиями эксплуатации корпуса-прототипа являются условия IVR, равные 0,78–0,96. Существует определенная корреляция между гидравлическими характеристиками входного канала и скоростью судна, а гидравлические характеристики входного канала ограничиваются скоростью судна.По мере увеличения скорости судна однородность входного канала улучшается, но диапазон кавитации становится шире. Следовательно, оптимальная скорость корабля в случае прототипа составляет 10 м / с. Геометрические параметры прототипа впускного канала были скорректированы, а длина, угол наклона и конструкция кромки были оптимизированы на основе CFD, и был получен вариант оптимизации впускного канала. Результаты следующие. На производительность впускного канала существенно влияет его длина.При проектировании следует учитывать кривизну склона, чтобы избежать недостатка длины и возникновения нежелательных явлений потока, таких как наличие водоворотов. Гидравлические характеристики впускного канала для варианта 2 лучше, а IVR в рабочих условиях составляет от 0,77 до 0,98, что расширяет оптимальные рабочие условия для прототипа. Когда угол наклона впускного канала находится в диапазоне 30–35 °, гидравлические характеристики впускного канала лучше. Если угол наклона превышает этот диапазон, во впускном канале возникает большая площадь стеночной кавитации, и гидравлические характеристики ухудшаются.Равномерность распределения скорости на выходе из впускного канала Case 6 значительно улучшена, а общие характеристики стали лучше. Оптимальное рабочее состояние Case 6 — рабочее состояние IVR в диапазоне 0,73–0,86. Конструкция кромки впускного канала незначительно влияет на оценочный индекс. Чем больше угол наклона кромки, тем лучше антикавитационные характеристики впускного канала. Вариант 9 — лучший вариант оптимизации водометной двигательной установки без насоса.Геометрические параметры Варианта 9 следующие: угол падения α притока равен 35 °, длина L 6,38 D 0 , угол верхней кромки 4 °. Оптимальными условиями эксплуатации являются условия IVR 0,69–0,87. Данные, использованные для подтверждения выводов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи. Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (грант № 51779214), Peak Plan Six Talents в провинции Цзянсу (грант №2015-JXQC-007), Проект обучения талантов высокого уровня 333 провинции Цзянсу (BRA2018382), Планируемые проекты Цзянсу для фондов постдокторских исследований (грант № 1701189B), проект, финансируемый Приоритетной академической программой развития высших учебных заведений Цзянсу (PAPD) , Научно-технологический проект Янчжоу (YZ2017289), Ключевой проект по охране водных ресурсов в провинции Цзянсу (грант № 2018042) и Проект нового источника воды и водозабора Яньчэн. × % PDF-1.7
%
1 0 объект
>
эндобдж
2 0 obj
>
эндобдж
3 0 obj
>
эндобдж
4 0 obj
> / Шрифт> / XObject >>> / Rotate 0 / StructParents 0 / Type / Page >>
эндобдж
5 0 obj
> / Border [0 0 0] / F 4 / Rect [201.342 712.261 336.235 720.235] / Subtype / Link / Type / Annot >>
эндобдж
6 0 obj
> / Border [0 0 0] / F 4 / Rect [39.8697 679.7 572.13 700.964] / Subtype / Link / Type / Annot >>
эндобдж
7 0 объект
> / Border [0 0 0] / F 4 / Rect [148.182 395.961 182.736 405.264] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >>
эндобдж
8 0 объект
> / Border [0 0 0] / F 4 / Rect [241.876 366.059 276.43 375.362] / Subtype / Link / Type / Annot >>
эндобдж
9 0 объект
> / Border [0 0 0] / F 4 / Rect [509.668 746.15 581.433 758.775] / Subtype / Link / Type / Annot >>
эндобдж
10 0 obj
> / Border [0 0 0] / F 4 / Rect [39.8697 545.472 59.8046 568.73] / Subtype / Link / Type / Annot >>
эндобдж
11 0 объект
> / Border [0 0 0] / F 4 / Rect [66.4495 560.091 119.609 568.73] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >>
эндобдж
12 0 объект
> / Border [0 0 0] / F 4 / Rect [66.4495 549.459 141.537 558.098] / Subtype / Link / Type / Annot >>
эндобдж
13 0 объект
> / Border [0 0 0] / F 4 / Rect [66.4495 518.893 109.642 532.847] / Subtype / Link / Type / Annot >>
эндобдж
14 0 объект
> / Border [0 0 0] / F 4 / Rect [306.332 545.472 326.267 568.73] / Subtype / Link / Type / Annot >>
эндобдж
15 0 объект
> / Border [0 0 0] / F 4 / Rect [332.912 560.091 364.143 568.73] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >>
эндобдж
16 0 объект
> / Border [0 0 0] / F 4 / Rect [332.912 549.459 385.407 558.098] / Subtype / Link / Type / Annot >>
эндобдж
17 0 объект
> / Border [0 0 0] / F 4 / Rect [332.912 518.893 376.104 532.847] / Subtype / Link / Type / Annot >>
эндобдж
18 0 объект
> / Border [0 0 0] / F 4 / Rect [39.8697 482.345 59.8046 505.603] / Subtype / Link / Type / Annot >>
эндобдж
19 0 объект
> / Border [0 0 0] / F 4 / Rect [66.4495 496.964 100.339 505.603] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >>
эндобдж
20 0 объект
> / Border [0 0 0] / F 4 / Rect [66.4495 486.332 149.511 494.971] / Subtype / Link / Type / Annot >>
эндобдж
21 0 объект
> / Border [0 0 0] / F 4 / Rect [66.4495 455.766 109.642 469.72] / Subtype / Link / Type / Annot >>
эндобдж
22 0 объект
> / Border [0 0 0] / F 4 / Rect [176. |