Refrigeration TechnologyRefrigeration TechnologyХолодильная техника制冷技术0023-124X2782-4241Eco-Vector10405510.17816/RF104055ArticlesСтатьиResearch ArticleVybor setochnoy modeli i otsenka vliyaniya izmeritel'nykh priborov v zadachakh modelirovaniya vyazkogo potoka v maloraskhodnykh stupenyakh tsentrobezhnogo kompressoraВыбор сеточной модели и оценка влияния измерительных приборов в задачах моделирования вязкого потока в малорасходных ступенях центробежного компрессораKartashovSergey VladimirovichКарташовСергей Владимировичsergey.v.kartashov@gmail.comKozhukhovYuriy VladimirovichКожуховЮрий Владимирович

Канд. техн. наук

kozhukhov_yv@mail.ruФГАОУ ВО СПбПУ Петра Великого150320201093NO3 (2020)№3 (2020)182301032022Copyright ©; 2020, Kartashov S.V., Kozhukhov Y.V.Copyright ©; 2020, Карташов С.В., Кожухов Ю.В.2020Kartashov S.V., Kozhukhov Y.V.Карташов С.В., Кожухов Ю.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://freezetech.ru/0023-124X/article/view/104055

The paper deals with the choice of a grid model and estimation of the influence of measurement devices placed in the flow part (FP) at numerical simulating (RANSapproach) a viscous gas flow in a lowflow stage of a centrifugal compressor at conditional flow coefficient Ф = 0.008 using the Numeca Fine/Turbo program. The influence of measurement devices total pressure tubes placed in three sections along the diameter of the diffuser was estimated. The conclusion obtained is that the measurement devices affected slightly the losses as compared with other types of losses in the lowflow stage of the centrifugal compressor. The problem of the grid independence of the solution of a calculation model in the working path of the stage as well as in the adjacent areas was examined. It was shown that ensuring the grid independence of the solution in the adjacent areas of the lowflow stage was of no less importance than in blade apparatuses of the flow part. The influence of the dimensionless distance of the first nearwall layer y+, when using the SpalartAllmaras low Reynolds number model of turbulence was evaluated

В работе рассматриваются выбор сеточной модели и оценка влияния измерительных приборов, расположенных в проточной части (ПЧ) при численном моделировании (RANSподход) вязкого потока газа в малорасходной ступени центробежного компрессора с условным коэффициентом расхода Ф = 0,008 в программном комплексе Numeca Fine/Turbo. Проведена оценка влияния измерительных приборов - трубок полного давления, расположенных в трех сечениях по диаметру диффузора. Сделан вывод о незначительном влиянии измерительных приборов по сравнению с другими видами потерь в малорасходной ступени центробежного компрессора. Рассмотрен вопрос сеточной независимости решения расчетной модели в рабочем тракте ступени и притрактовых областях. Показано, что обеспечение сеточной независимости решения в притрактовых областях малорасходной ступени важно не менее, чем в лопаточных аппаратах проточной части. Оценено влияние безразмерного расстояния первого пристеночного слоя y+ при использовании низкорейнольдсовой модели турбулентности SpalartAllmaras

Numeca Fine/Turbocentrifugal compressorlow-flow stagecomputational gasdynamicsmeasurement devicesgrid modellabyrinth packinggrid independenceNumeca Fine/TurboSpalart-Allmaras turbulence modelцентробежный компрессормалорасходная ступеньвычислительная газодинамикаизмерительные приборысеточная модельлабиринтные уплотнениясеточная независимостьмодель турбулентности SpalartAllmarasБурдюгов С.И., Ерышкин Ю.П., Касьянов С.В., Макаров А.А. Опыт пусконаладочных работ многоступенчатых ЦБК с магнитным подвесом// Компрессорные технологии. 2019. №1. С. 12-17.Иванов В.М., Кожухов Ю.В., Данилишин А.М., Садовский Н.И. Моделирование и валидация рабочего процесса в модельной малорасходной ступени центробежного компрессора// Новое в российской электроэнергетике. 2019. №6. С. 12-19.Карташов С.В., Кожухов Ю.В. Обоснование выбора расчетной области в задачах моделирования вязкого потока в малорасходных ступенях центробежного компрессора// Холодильная техника. 2020. №1. С. 22-27.Кожухов Ю.В., Никитин Е.Г. Применение суперкомпьютерных технологий при исследовании методами вычислительной газодинамики пространственного течения малорасходной ступени СВД22 центробежного компрессора// Труды Международной суперкомпьютерной конференции «Научный сервис в сети Интернет: все грани параллелизма». - Пос. АбрауДюрсо, 2013. С. 312-320.Кожухов Ю.В., Чеглаков И.В. Исследование рабочего процесса в малорасходной центробежной компрессорной ступени СВД22 в программном комплексе Fine/Turbo с верификацией данных расчета// Международный технологический форум «Инновации. Технологии. Производство»: сб. мат. науч.техн. конф., посвященной 100летию со дня рождения главного конструктора П. А. Колесова, 2015 г. - Т. 1. - Рыбинск: РГАТУ им. П.А. Соловьева, 2015. Т. 1. С. 135-139.Неверов В.В., Чеглаков И.В., Любимов А.Н. Проектирование центробежных компрессорных машин с использованием методов вычислительной газодинамики// Компрессорная техника и пневматика 2018. №4. С. 24-28.Неверов В.В., Кожухов Ю.В., Яблоков А.М., Лебедев А.А. Расчетная модель при численной оптимизации рабочих колес центробежных компрессоров// Научнотехнические ведомости СПбГПУ. 2016. Вып. 4(254). С. 45-58.Рахманина Л.А., Аксенов А.А. Исследование влияния неравномерного распределения абсолютной скорости потока на входе в осерадиальное рабочее колесо центробежного компрессора с применением методов численного моделирования в Ansys CFX// Компрессорные технологии. 2019. №2. С. 18-25.Рис В.Ф. Центробежные компрессорные машины. - Л. : Машиностроение, 1981. - 351 с.Свобода Д.Г., Жарковский А.А. Экспериментальные и расчетные исследования осевого насоса с быстроходностью ns=560 // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15. №4(2). С. 579-582.Эккерт Б. Осевые и центробежные компрессоры. Применение, теория, расчет: пер.с нем. Е.С. Фролов, Б.Д. Захаров. - М.: Гос.науч.техн.издво машиностроит. лит., 1959. - 678 с.Aschenbruck J., Hauptmann T., Seume J. 2015, Influence of a MultiHole Pressure Probe on the Flow Field in AxialTurbines// Proceedings of 11th European Turbomachinery Conference, March 23-27, 2015, Madrid, Spain, ETC2015155.Ayhan Nazmi Ilikan, Erkan Ayder. Effect of the Computational Domain Selection on the Calculation of Axial Fan Performance// 16th International Symposium on Transport Phenomena and Dynamics of Rotating Machinery, Honolulu, United States, Apr 2016.Denton J.D. Some Limitations of Turbomachinery CFD// ASME. Turbo Expo: Power for Land, Sea, and Air. Volume 7: Turbomachinery, Parts A, B and С. P. 735-745. doi:10.1115/GT201022540.Kozhukhov Yu.V., Danilishin A.M., Kartashov S.V., Lebedev A.A., Malev K.G., Mironov Yu.R. Design optimization opportunity of the end stage output plenum chamber of the centrifugal compressor for gas pumping unit// AIP Conference Proceedings, 2007.Le Sausse P., Fabrie P., Arnou D., Clunet F. CFD comparison with centrifugal compressor measurements on a wide operating range// EPJ Web of Conferences, 2013. Vol. 45. P. 01059.Lettieri C.C., Baltadjiev N.N., Casey M.M., Spakovszky Z.Z. LowFlowCoefficient Centrifugal Compressor Design for Supercritical CO2// ASME. J. Turbomach. 2014. № 136 (8).Neverov V.V., Kozhukhov Yu.V., Yablokov A.M., Lebedev A.A. Optimization of a centrifugal compressor impeller using CFD: The choice of simulation model parameters// IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2017.Pinto R. N., Afzal A., D’Souza L. V., Ansari Z., Mohammed Samee A. D. Computational Fluid Dynamics in Turbomachinery: A Review of State of the Art// Archives of Computational Methods in Engineering. 2016. №24(3). P. 467-479.