Основы формирования семейства модельных ступеней центробежных компрессоров

• Автор: Солдатова, Кристина Валерьевна
• Шифр специальности: 05.04.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 266 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ КОМПРЕССОРОВ

1.1. Анализ потребности отечественной промышленности в центробежных компрессорах

1.2. Классификация методов проектирования и расчета ступеней и компрессоров

1.3. Проектирование центробежных компрессоров по подобию

1.4. Проектирование центробежных компрессоров по оценочным характеристикам ступеней

1.5. Проектирование проточной части ступеней

1.6. Оптимизация размеров ступени в контрольных сечениях

1.7. Профилирование элементов ступеней

1.8. Расчет газодинамических характеристик ступени (компрессора)
1.9. Известные ряды модельных ступеней
1.10. Актуальность создания банка модельных ступеней
ГЛАВА 2. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДА
УНИВЕРСАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
2.1. Основные уравнения математической модели потерь напора четвертого поколения
2.2. Возможности программ Метода универсального моделирования
2.3. Направление совершенствования алгоритмов и компьютерных программ Метода универсального моделирования
ГЛАВА 3. ПРОЕКТНАЯ ПРАКТИКА МЕТОДА
УНИВЕРСАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
3.1. Области применения Метода универсального

моделирования
3.2. Модельные ступени, созданные расчетами по программам
4-го поколения
ГЛАВА 4. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ И ПРАКТИКА 129 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ МЕТОДА УНИВЕРСАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
4.1. Направления развития Метода
4.2. Входной патрубок
4.3. Рабочее колесо
4.4. Безлопаточный диффузор и другие осесимметричные 151 безлопаточные участки
4.5. Выбор вида КПД для идентификации модели потерь 159 напора
4.6. Уточнение способа схематизации диаграмм обтекания 166 лопаток рабочего колеса
4.7. Учет шероховатости поверхностей
4.8. Другие особенности модели потерь напора в программах
5-го поколения
4.9. Особенности идентификации математической модели 5-го 173 поколения
4.10. Идентификация модели потерь по данным испытания 180 ступеней серии 20СЕ
ГЛАВА 5. СОЗДАНИЕ БАНКА ДАННЫХ МОДЕЛЬНЫХ 193 СТУПЕНЕЙ
5.1. Моделирование характеристик центробежных
компрессоров по компьютерным программам 5-го поколения
5.2. Банк данных модельных ступеней
5.3. Пример использования банка данных модельных ступеней
5.4. Результаты работы. Экономический эффект
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

(как правило) на воздушных стендах. Семейство характеристик при разных числах Маха получают испытаниями при разной окружной скорости. Невозможность обеспечить условия к = idem и Reu = idem приводит к необходимости учитывать приближенность подобия.
Уравнения неразрывности и напора решаются итеративно и численно до получения размеров проточной части, обеспечивающих необходимый расход и отношение давлений. При наличии ступеней с нужными коэффициентами расхода и напора при известном КПД компьютерные программы осуществляют перебор необходимого количества вариантов практически мгновенно. При использовании характеристик модельных ступеней рассчитанные характеристики компрессора близки к действительным характеристикам. Для этого должен быть произведен корректный учет неполного газодинамического подобия к Ф idem и Reu Ф idem.
В отечественной практике проектирование по подобию применяется довольно широко. Например, ЗАО «НИИтурбокомпрессор» им. В.Б.Шнеппа проектирует ЦК по данным на конкретных базах - группам ступеней, применяемых в производстве ОАО «Казанькомпрессормаш». Система позволяет учитывать специфику производства и имеет большую точность определения параметров, так как идентификация математической модели (ММ) проведена с учетом всех усовершенствований проточной части с последующей проверкой на модельных ступенях. Отличительной особенностью данной модели является учет особенностей конструкторских решений - это непосредственный расчет осевых усилий, действующих на ротор компрессора и учет перетечек газа в системе уплотнений в процессе газодинамического расчета [42, 85]. Применяется также проектировочная программа из стандартизованных ступеней и газоохладителей. С помощью данной программы выполняются проектировочные газодинамические расчеты различных схем центробежных компрессоров на основе