Numerical verification of icing hypotheses of the inlet of aircraft turbine engine TW2-117A

Numerical analysis of the inlet flow of aircraft turbine powerplant has been performed. The analysis has been focused on thermal conditions in view of the expected inlet icing phenomena. A commercial CFD Fluent package has been utilized in developing the model and solving the stated problem. The modelled system was a TW2-117A engine inlet of Mi-8P helicopter. Calculations of 2-D axisymmetric compressible viscous flow have been conducted. The modelled medium has been assumed of the air thermophysical properties. At the present stage effects the moist content and two-phase flow have been neglected. The calculations complemented results of previous theoretical analyses and experimental measurements with images of the temperature and the flow velocity distribution. The maximum temperature drop has been estimated to be at last -4 K close to the external inlet wall and about -5 K close to the central body. The boundary layer parameters have been identified applying several standard models of turbulence. The qualitative image of icing flow conditions has been verified and confirmed.Praca dotyczy analizy numerycznej termicznych warunków przepływu powietrza we wlocie lotniczego silnika turbinowego. Do analizy wykorzystano pakiet numerycznych obliczeń przepływowych FLUENT. Modelowano ściśliwy przepływ powietrza we wlocie silnika TW2-117A śmigłowca Mi-8P. Obliczenia wykonano w wariancie dwuwymiarowym osiowosymetrycznym dla założonych charakterystycznych warunków brzegowych przepływu. Kontekst analizy stanowiły zjawiska oblodzeniowe uwzględnione głównie w warunkach termicznych i w opisie właściwości modelowanego medium - powietrza. Ze względu na skupienie uwagi na zagadnieniach zmian temperatury uwarunkowanych kinetyką przepływu pominięto w obecnym etapie pracy zjawiska związane z efektami przepływu dwufazowego, uwzględniono natomiast lepkość powietrza. Wyniki obliczeń, w tym rezultaty otrzymane dla różnych modeli turbulencji, porównano z rezultatami wcześniej przeprowadzonej analizy teoretycznej i wynikami pomiarów zmian temperatury w trakcie prób silnika na hamowni. Uzyskano potwierdzenie hipotez oblodzeniowych oraz potwierdzono poprawność zastosowanych procedur badań doświadczalnych. Analiza wyników obliczeń numerycznych pozwoliła na odtworzenie obrazu przestrzennego pól parametrów przepływu. Maksymalny spadek temperatury w pobliżu ścianek zewnętrznych kanału określono jako nie mniejszy od -4 K, a w pobliżu ciała centralnego -5 K. Porównując wyniki obliczeń z wykorzystaniem kilku modeli turbulencji zidentyfikowano również parametry warstwy przyścienne