Моделирование газодинамических и тепловых процессов в объеме кожуха силового блока газоперекачивающих агрегатов

• Автор: Мерзляков, Евгений Васильевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 171 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 Применение газоперекачивающих агрегатов при дальнем транспорте газа
1.1 Обзор исследований связанных с газоперекачивающим оборудованием
1.2 Применение кожуха газотурбинной установки в составе газоперекачивающего агрегата
1.3 Обзор конструкций кожухов силового блока
1.4 Обобщение конструктивных особенностей кожуха силового блока
1.5 Процессы, происходящие в объеме кожуха силового блока при работе газотурбинной установки
1.6 Методы расчета процессов в объеме кожуха силового блока Выводы по главе
Глава 2 Моделирование тепловых и газодинамических процессов в объеме кожуха силового блока
2.1 Пространственная модель процессов в объеме кожуха силового блока
2.2 Методы решения задач газовой динамики
2.3 Особенности реализации алгоритмов метода крупных частиц в задачах о процессах в кожухе силового блока
2.4 Описание геометрии расчетной области
2.5 Описание граничных условий в заданной сетке разбиения расчетной области

2.6 Оценка аппроксимационной вязкости для метода крупных частиц
2.7 Пакет программ для реализации вычислительных алгоритмов
2.8 Моделирование процессов с помощью специализированного пакета программ ЗоНсГМУогкв
Выводы по главе 2
Глава 3 Тестирование вычислительных алгоритмов и моделей
3.1 Выбор задач для тестирования
3.2 Тестирование алгоритмов разбиения расчетной области
3.3 Проверка адекватности математических моделей
Выводы по главе 3
Глава 4 Исследование процессов в объеме кожуха силового блока
4.1 Анализ влияния параметров охлаждающей среды на температурное состояние в объеме кожуха
4.1.1 Анализ влияния массового расхода воздуха на входе в кожух силового блока
4.1.2 Анализ влияния скорости входного потока воздуха
4.1.3 Анализ влияния сопротивления входного тракта
4.1.4 Анализ влияния сопротивления выходного тракта
4.1.5 Анализ влияния температуры окружающего воздуха
4.2 Исследование влияния конструктивных особенностей кожуха 111 силового блока
4.2.1 Исследование влияния компоновки агрегатов на тепловое 111 состояние в объеме кожуха силового блока
4.2.2 Исследование влияния схемы подачи охлаждающего воздуха на 120 тепловое состояние в объеме кожуха
4.3 Исследование влияния конструктивных особенностей кожуха и 132 способа подачи охлаждающего воздуха на температуру в объеме
кожуха силового блока
4.4 Проведение экспериментов на ГПА 25Р-ПС «Урал» в условиях 134 эксплуатации
4.4.1 Размещение средств измерений по объему кожуха и проведение 135 измерений
4.4.2 Описание средств измерений
4.4.3 Определение погрешности измерений
4.4.4 Методика оценки результатов
4.4.5 Анализ результатов измерений
Выводы по главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

1600 [2 1500 „ 1

§ 1100 § 1000 | 900 1 800 'З 700 22 600
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
—“Воздуховод
-А-ВО-27
Массовый расход воздуха, кг/с
Рисунок 1.11— Сопоставление характеристики выхлопного тракта с напорной характеристикой вентилятора ВО-27
Однако, учитывая сложность внутренней конструкции кожуха, наличия узких каналов прохождения охлаждающего воздуха, такой подход является недостаточным. Можно выдвинуть предположение о том, что угол подачи охлаждающего воздуха к продольной оси ГТУ, компоновка кожуха, и ряд других факторов могут влиять на эффективность системы охлаждения. Это следует из сравнительного анализа приведенных мощностей систем охлаждения агрегатов рассмотренных выше. Приведенная мощность вычисляется как отношение мощности системы охлаждения к мощности агрегата. При этом под мощностью системы охлаждения подразумевается суммарная мощность вентиляторов системы охлаждения, находящихся в работе при номинальном режиме работы ГТУ, при температуре окружающего воздуха +20° С. В качестве мощности агрегата принимается мощность, развиваемая на свободной турбине (турбина нагнетателя) на номинальном режиме. Чем больше приведенная мощность, тем менее эффективной является система обдува и охлаждения. Ниже, в таблице 1 и на рисунке 1.12, отображены сравнительные данные приведенных мощностей газоперекачивающих агрегатов различных