Оценка влияния закрутки потока на эффективность работы ступени холодильного центробежного компрессора при изменении его производительности

• Автор: Коротков, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 142 с. : ил.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1 Л. Регулирование холодильных машин с центробежными компрессорами. Особенности работы ХМЦК при различных условиях

1.2. Способы регулирования ХЦК

1.3. Исследования регулирования ХЦК и ХМЦК с помощью ВРА

1.3.1.2. Моделирование холодильных машин с центробежными компрессорами

Глава 2. Физическое моделирование ступеней ХЦК при регулировании с помощью ВРА

2.1.1. Экспериментальная модель

2.1.2. Методика проведения эксперимента

Рабочее колесо

2.1.3. Объект исследования

2.1.4. Методика измерений

2.1.5. Выбор контрольных сечений
2.1.6. Размещение приборов в контрольных сечениях и измерение параметров ступени
2.1.7. Измерение давлений
2.1.8. Измерение температур, числа оборотов и расхода рабочего тела
2.1.9. Приборы регистрации
2.2. Обработка экспериментальных данных
2.3. Метод поэлементного расчета параметров ступени ХЦК по результатам экспериментального исследования
2.4 Алгоритм расчета основной программы для определения интегральных и поэлементных характеристик концевой ступени центробежного компрессора
2.4.1. Характеристики ступеней
2.4.2. Анализ результатов эксперимента
Глава 3. Численное моделирование течения рабочего вещества в ВРА
3.1. Краткая характеристика вычислительной системы
Уравнения переноса для стандартной к-ю модели
Моделирование эффективной диффузии
Исправление связанное с низкими числами Рейнольдса

Моделирование турбулентности
Моделирование распада турбулентности
Учет сжимаемости
Константы модели
Пристеночные граничные условия
Уравнения передачи для ББТ к-га модели
Моделирование эффективной диффузии
Моделирование возникновения турбулентности
Моделирование распада турбулентности
Модификация взаимного распространения
Образцовые константы
Стеночные функции пристеночной модели
Стандартные стеночные функции
Импульс
Энергия
Турбулентность
Неравновесные стенные функции
Стандартные стенные функции против неравновесных стенных функций
Ограничения стенного подхода функции
Модель с двумя слоями для увеличенной стенной обработки
Увеличенные стенные функции
3.2. Плоская модель
3.3. Пространственная модель
Заключение
Литература

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Ф - условный коэффициент расхода; в - массовая производительность в кг/с;
П - коэффициент полезного действия (КПД); тт - отношение давлений в ступени;
V - удельный объем в м3/кг;
5- энтропия в кДж/(кг К); р- плотность в кг/м3;
/ - энтальпия в кДж/кг; р - давление в Па;
Т - термодинамическая температура в К;
I- температура в °С, шаг лопаток;
Я - газовая постоянная в кДж/(кг К); радиус в м, мм;
М - число Маха;
М„ - условное число Маха; с- абсолютная скорость в м/с; м>- относительная скорость в м/с; и- окружная скорость в м/с;
£2- коэффициент реактивности;
1 - удельная работа в кДж/кг;
%- коэффициент мощности;
1Г - удельная работа, характеризующая потери в рассматриваемом элементе ступени в кДж/кг;
Р - площадь поперечного сечения в м2;
Д с1 - диаметры в м, мм;
2 - число лопаток;
п - показатель политропы; число оборотов двигателя в с"1;
к - показатель изоэнтропы;
якс - коэффициент диффузорности косого среза;
Ф - коэффициент расхода;
а - угол между направлением окружной скорости колеса и направлением абсолютной скорости или касательной к средней линии неподвижной лопатки в град;

rr _ т* £o
^ yH 2kR/(fc -1)
°u-0 ~
_ n,,-o ln(Po/pH) . «Ц-0-1 ВД/Г*) ’
Po=P„
ґгр Лан-0~і

Cir=G/(PlFlK) ;

. +C,
111 >
Tvl=T^~
yl yH 2fcR/(Jk-l) ’
Pi ~ Po
yi v Г>0 у

Ф2и=/(ф2г);
^0-2 ~ 1"
Ф2г+Ф2и-Ф0
2(1 + Рпр+РтрХф2и-фіиА)

Ф2ц '

(1 + Рпр+Ртр)И2
(3.2.13)
(3.2.14)
(3.2.15)
(3.2.16)
(3.2.17)
(3.2.18)
(3.2.19)
(3.2.20)
(3.2.21)
(3.2.22)
Эта система содержит несколько вложенных подсистем и решается методом простой итерации. Зависимость (3.2.20) заимствуется из опытных данных, полученных на первом этапе исследований без закрутки потока в ВРА и представляется в виде аналитической аппроксимации для каждого значения Ми = const. Ввиду практической невозможности определения давления непосредственно перед лопатками закрытого колеса в сечении 1, так как оно ограничено вращающимися поверхностями основного и покрывающего дисков, течение газа на этом участке полагается изоэнтропным.
После решения второй системы определяются удельная работа, затраченная на преодоление сопротивлений, коэффициент потерь во входном устройстве вместе с ВРА и угол потока при выходе ВРА и входе в колесо и на лопатки колеса
Wo =(о, -аЖГуо -Гун) ; (3.2.23)