Article
Article name Mathematical model of a circular lattice of profiles with a vortex source
Authors Makarov V.. ,
Bibliographic description Makarov V., Potapov V., Makarov N., Udachina N. Mathematical model of a circular lattice of profiles with a vortex source // Transbaikal State University Journal, 2017, vol. 23, no. 10, pp. 22-28. DOI: 10.21209/2227- 9245-2017-23-10-22-28.
Category Earth science
DOI 622.53
DOI 10.21209/2227-9245-2017-23-10-22-28
Article type Original article
Annotation Проведен анализ динамики вентиляционных режимов тупиковых выработок шахт. Показана актуальность разработки вентиляторов местного проветривания с повышенной аэродинамической нагруженно- стью и адаптивностью. Предложен путь адаптации метода конформных преобразований с использованием принципа гидродинамической аналогии для расчета аэродинамики шахтных радиальных вентиляторов, у которых профили лопаток рабочих колес представлены в виде отрезков логарифмических спиралей в круговой решетке. Отмечено, что целью работы является построение математической модели аэродинамики круговой решетки профилей с источниками-стоками для поиска путей повышения аэродинамической на- груженности и адаптивности шахтных радиальных вентиляторов. Построение математической модели осуществлено на базе принципа гидродинамической аналогии, метода конформных преобразований, теории вычетов, математической теории сингулярных уравнений. На основе принципа гидродинамической аналогии установлена зависимость положения критических точек профилей круговой решетки и угла выхода потока из нее. Построена математическая модель в виде системы уравнений, устанавливающих зависимость аэродинамической нагруженности шахтного радиального вентилятора, угла выхода потока из его рабочего колеса и положения эффективной критической точки профиля лопатки от энергетических характеристик источника-стока. Предложено оригинальное запатентованное техническое решение конструкции лопаток рабочего колеса шахтного радиального вентилятора с реализацией в нем энергетического способа управления обтеканием, использующего в качестве источников-стоков часть основного потока вентилятора. Доказана высокая эффективность применения предложенного энергетического метода управления течением в межлопаточных каналах рабочего колеса для повышения эксплуатационной экономичности, аэродинамической нагруженности и адаптивности шахтных радиальных вентиляторов
Key words вентилятор; циркуляция; вихревая камера; аэродинамическая схема; вихреисточник; круговая решетка профилей; круговая решетка; циркуляция потока; единичный радиус; аэродинамическая нагру- женностъ
Article information
References 1. Kosarev N. P., Makarov V. N. Matematicheskie modeli aehrodinamiki vrashchayushchihsya krngovyh reshetok analiticheskih profiley proizvolnoy formy so struynym upravleniem tsirkulyatsiey (Mathematical models of aerodynamics of rotating circular gratings of analytical profiles of arbitrary shape with jet circulation control). Yekaterinburg: Izd-vo UGSU, 2005. 93 p. 2. Kosarev N. P., Makarov V. N. Izvestiya vuzov. Gorny zhurnal (News of universities. Mining Journal), 2012, no. 1, pp. 22—26. 3. Makarov V. N., Gorbunov S. A., Kornilova T. A. Izvestiya vuzov. Gorny zhurnal (News of universities. Mining Journal), 2013, no. 6, pp. 124—129. 4. Makarov N. V., Gorbunov S. A. Materialy Uralskoy gornopromyshlennoy dekady (Materials of the Urals mining decade). Yekaterinburg, 2013, pp. 386—387. 5. Makarov V. N., Makarov N. V., Leontiev E. V. Izvestiya vuzov. Gorny zhurnal (News of universities. Mining Journal), 2012, no. 2, pp. 127—132. 6. Sposob povysheniya davleniya i ekonomichnosti lopastnyh turbomashin radialnogo tipa, pat. № 2543638. Kl. F 04 D 29/28, opubl. 10.03.2015 g. Byul. № 7 (A method for increasing the pressure and economy of a radial-type blade-type turbomachinery, pat. no. 2543638. Class F 04 D 29/28, publ. 03/10/2015. Bul. no. 7) / N. V. Kosarev, V. N. Makarov, N. V. Makarov. 7. Bodzian G. Einfluss der Eintritts-Spaltweite bei Radialventilatoren anf das Grenzschichtablöseverhalten entlang der Deckscheibenkrümmug (Einfluss der Eintritts-Spaltweite bei Radialventilatoren anf das Grenzschichtablöseverhalten entlang der Deckscheibenkrümmug). Strömungsmech. und Strömungsmasch, 1973, no. 14, pp. 29-70. 8. Englar R. J. Circulation Control for High Lift and Drag Generation on STOL Air-craft (Circulation Control for High Lift and Drag Generation on STOL Air-craft). J. Aircraft, 1975, vol. 12, no. 5, pp. 457-463. 9. Kida T., Miyai Y. An Alternative Approach to the High Aspect Ratio Wing with let Flap by Matched Asymptotic Expansions (An Alternative Approach to the High Aspect Ratio Wing with let Flap by Matched Asymptotic Expansions). Aeronautical Quarterly, 1978, vol. 29, no. 4, pp. 227-250. 10. Lan C. E. A Quasi-Vortex-Lattice Method in Thin Wing Theory (A Quasi-Vortex-Lattice Method in Thin Wing Theory). I.Aircraft, 1974, vol. 11, no. 9, pp. 518-527. 11. Mendelchall M. R., Spangler S. B. Calculation of the Longitudinal Aerodinamic Characteristics of Upper-Surface-Blow Wing-Flap Configurations (Calculation of the Longitudinal Aerodinamic Characteristics of Upper-Surface-Blow Wing-Flap Configurations). AIAA, Paper, 1979, no. 120, 11 p. 12. Shen C. C., Lopes M. L., Wasson N. F. Iet-Wing Lifting Surface Theory Using Ele-mentary Vortex Distributions (Iet-Wing Lifting Surface Theory Using Ele-mentary Vortex Distributions). I.Aircraft, 1975, vol. 12, no. 5, pp. 448-456.
Full articleMathematical model of a circular lattice of profiles with a vortex source