Анализ движения газа в зазоре "покрывающий диск-корпус" центробежной компрессорной ступени численными методами и рекомендации по проектированию

• Автор: Солдатова, Кристина Валерьевна
• Шифр специальности: 05.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 180 с. : ил.

Условные обозначения

1. Цель работы

2. Состояние вопроса - Методы расчета потерь дискового трения, протечек в лабиринтном уплотнении и осевого усилия

3. Использованные экспериментальные данные

4. Методика и объект расчетного исследования

4.1. Программы FLUENT и CFX

4.2. Описание исследуемого объекта и подготовка области расчета

4.3. Алгоритм расчета течения в зазоре между покрывающим диском рабочего колеса и корпусом (FLUENT и CFX)

5. Результаты расчетного исследования (FLUENT и CFX)

5.1. Изменение статического давления по длине зазора -сопоставление расчетных и экспериментальных данных

5.2. Изменение окружной и радиальной составляющей скорости

по радиусу в зазоре
5.3. Поля полных и статических давлений в зазоре
5.4. Распределение полной и статической температур в зазоре
5.5. Определение потерь дискового трения по данным расчета вязкого течения в зазоре (FLUENT и CFX)
5.6. Протечки в лабиринтном уплотнении. Сопоставление с расчетом по формуле Стодолы
6. Влияние режимных и геометрических параметров на протечки через
лабиринтное уплотнение, дисковое трение и осевое усилие
6.1. Влияние величины зазора в лабиринтном уплотнении
6.1.1. Картина течения
6.1.2. Визуализация течения
6.1.3. Влияние радиального зазора на распределение давления по длине зазора

6.1.4. Влияние радиального зазора на протечку в лабиринтном уплотнении
6.1.5. Касательные напряжения, потери трения диска
6.1.6. Коэффициент трения А,
6.1.7. Безразмерная осевая сила
6.2. Расчетный анализ с помощью одномерного метода
6.3. Исследование картины течения при различной величине зазора
между диском и корпусом
6.3.1. Влияние на распределение радиальной и окружной скоростей
в зазоре
6.3.2. Визуализация течения при разной величине осевого зазора
6.3.3. Влияние осевого зазора на распределение давления по длине зазора
6.3.4. Влияние осевого зазора на протечку в лабиринтном уплотнении
6.3.5. Влияние ширины осевого зазора на местный коэффициент трения и касательные напряжения
6.3.6. Влияние ширины осевого зазора на потери трения покрывающего диска
6.3.7. Влияние ширины осевого зазора на безразмерную осевую
силу
6.3.8. Выбор осевого зазора с учетом щелевых потерь и осевого
усилия
Заключение
Список литературы

Условные обозначения
с - абсолютная скорость потока
О - диаметр
Б - площадь поверхности
Ь - напор ступени или её элемента
к - показатель адиабаты
М - число Маха
М - массовый расход
N - мощность
п - показатель политропы

р - давление
Я - газовая постоянная; радиус
г - расстояние от оси ротора; радиальное направление; коэффициент
восстановления
Яе№ - число Рейнольдса
Кеи - условное число Рейнольдса по окружной скорости и2 Т - температура
и - окружная скорость; окружное направление
V/ - относительная скорость потока
г - число гребней лабиринтного уплотнения
Р„р - коэффициент протечек
Ртр - коэффициент дискового трения
б - ширина зазора в лабиринтном уплотнении
е - отношение плотностей
Л-кпд
д- коэффициент потерь ц - коэффициент динамической вязкости

где с - скорость потока в сечении;
dr = 4F / U - гидравлический диаметр (F - площадь сечения, U -смоченный периметр); v - коэффициент кинематической вязкости.
В связи с тем, что течение осесимметричное, объектом расчета является сектор с центральным углом 0,1°. При расчете по программе CFX задаются граничные условия и параметры, аналогичные расчетам по программе FLUENT.