Совершенствование камеры за регулирующей ступенью паротурбинной установки на основе численного моделирования

• Автор: Голушко, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 125 с. : ил.

Оглавление
Перечень условных обозначений
Введение
Глава 1. Обзор литературных источников по вопросам численноэкспериментальных исследований камеры за регулирующей ступенью и влияния неравномерности параметров потока на эффективность работы турбинной ступени
1.1. Основные конструктивные и режимные параметры парциального отсека, влияющие на его эффективность
1.2. Цели, методы и результаты исследований парциального отсека
1.3. Тенденции в проектировании парциального отсека
1.4. Особенности исследований парциального отсека
1.5. Постановка задачи исследования численными методами влияния геометрии камеры за регулирующей ступенью при парциальном подводе рабочего тела на эффективность работы полноподводной ступени давления
Глава 2. Апробация численных расчетов экспериментальными исследованиями. Обработка результатов численного эксперимента
2.1. Экспериментальная установка. Модельный отсек.
Схема измерений
2.2. Методика проведения физического эксперимента
2.3. Осреднение параметров потока при обработке результатов численного эксперимента
2.4. Оценка потерь и неравномерности параметров потока в камере за регулирующей ступенью
2.5. Вычисление углов потока в тангенциальной и меридиональной плоскостях
Глава 3. Методика решения задачи в прикладном программном
пакете Ansys CFX
3.1. Основные уравнения движения жидкости. Модели турбулентности
3.2. Design Modeling

3.3. CFX Mesh
3.4. BladeGen
3.5. TurboGrid
3.6. CFX Pre
3.7. CFX Solver
3.8. CFX Post
Глава 4. Повышение эффективности рабочего процесса в камере за регулирующей ступенью
4.1. Исследование влияния качества расчетной сетки камеры за регулирующей ступенью на результаты расчетов
4.2. Исследование камеры за регулирующей ступенью
с периферийным и корневым обводами. Сравнение с базовым вариантом (без меридиональных обводов)
4.3. Исследование камеры за регулирующей ступенью
без периферийного и корневого обводов при е =1 и Az
4.4. Исследование камеры за регулирующей ступенью
с периферийным и корневым обводами при е = 1 и Az
4.5. Исследование камеры за регулирующей ступенью (в = 1, Az = 2,5) с периферийным и корневым обводами
при угле разворота расчетной модели 0 = 9° и 0 = 360°
4.6. Исследование камеры за регулирующей ступенью при е
и Az = var с периферийным и корневым обводами
4.7. Газодинамический расчет системы регулирования направлением потока в камере за регулирующей ступенью
Заключение
Список литературы
Приложения
Приложение

Перечень условных обозначений
Геометрия парциального отсека, характеристики рабочего тела: Парциальный отсек - совокупность последовательно расположенных регулирующей ступени, камеры за регулирующей ступенью и направляющего аппарата первой ступени давления.
й (1г - средние диаметры направляющего аппарата и рабочего колеса; 1,1г~ длины лопаток направляющего аппарата и рабочего колеса;
ЪЬ1~ хорды профиля направляющих и рабочих лопаток; а, - угол выхода потока из направляющего аппарата в абсолютном движении в горизонтальной плоскости;
Р,,Р2 - входной и выходной углы рабочих лопаток; а2 ,у 2 - углы выхода потока из рабочего колеса в абсолютном движении соответственно в горизонтальной и меридиональной плоскостях;
222- число лопаток направляющего аппарата и рабочего колеса; fi.fi ~ площадь проходного сечения направляющего аппарата и рабочего колеса;
Аг - осевая ширина камеры за регулирующей ступенью;
Аг = Дг/12 - относительный межступенчатый зазор (ОМЗ); г - радиальная координата;
Ф - окружная координата;
0 - угол разворота расчетной модели 0 = (9...360)°; г', г" - корневой и периферийный радиусы ступени; с2,си,сг - значения проекций вектора абсолютной скорости соответственно в осевом, окружном и радиальном направлениях;
и1,и2 - окружные скорости на среднем диаметре регулирующей ступени и ступени давления;
Со - условная скорость, рассчитываемая по перепаду энтальпий в ступени;

ния. Радиальная неравномерность давлений подсчитывалась по формуле
Ртах Ршш где р _ давление) р _ плотность воздуха. Радиальная неравно-
Рсо/2

мерность скорости вычислялась как —, где с - средняя скорость по-
тока.
Так как характерные углы потока являются производными составляющих абсолютной скорости потока, то необходимости в расчете коэффициентов неравномерности углов потока нет и оценивать ее следует по коэффициентам неравномерности компонентов скорости на оси системы координат.
2.5. Вычисление углов потока в тангенциальной и меридиональной плоскостях
Вычисление угла потока в меридиональной плоскости (рис. 2.3).
Меридиональное сечение
Рис. 2.3. Схема принятых направлений угла у при определении его значений в контрольных сечениях
Для правильного определения угла у в пространстве рассматривались 4 алгебраических зависимости.
Если сЛ< 0 и сг > 0, то у = arcsin