Обоснование выбора расчетной области в задачах моделирования вязкого потока в малорасходных ступенях центробежного компрессора
- Авторы: Карташов С.В.1, Кожухов Ю.В.1
-
Учреждения:
- ФГАОУ ВО СПбПУ Петра Великого
- Выпуск: Том 109, № 1 (2020)
- Страницы: 22-27
- Раздел: Статьи
- URL: https://freezetech.ru/0023-124X/article/view/104080
- DOI: https://doi.org/10.17816/RF104080
- ID: 104080
Цитировать
Полный текст
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Доступ платный или только для подписчиков
Аннотация
В работе рассматривается вопрос определения расчетной области проточной части (ПЧ) при численном моделировании (RANSподход) вязкого потока газа в малорасходной ступени центробежного компрессора с условным коэффициентом расхода Ф = 0,008. Рассматривается несколько вариаций замены конструкционной сборки проточной части модельной ступени газодинамической моделью: основной рабочий тракт ступени; основной рабочий тракт ступени с учетом входного участка (патрубка и обтекателя); основной рабочий тракт ступени с учетом притрактовых областей с полным и частичным присоединением к проточной части; основной рабочий тракт ступени с учетом поверхностей трения ступицы рабочего колеса. Показано, что в случае осевого всасывания в ступень входной патрубок и обтекатель не оказывают существенного влияния на профиль параметров перед рабочим колесом и на газодинамические характеристики ступени. Моделирование без притрактовых областей показывает неудовлетворительный качественный и количественный результаты. Наиболее актуальный вариант учета потерь дискового трения и протечек - полное двустороннее соединение притрактовых областей по дискам рабочего колеса с проточной частью, так как при соединении только на выходе из рабочего колеса моделируются потери трения и протечек, но не учитывается влияние на поток в рабочем колесе. В некоторых случаях важен учет дополнительных областей, участвующих в потерях трения.
Полный текст
Об авторах
Сергей Владимирович Карташов
ФГАОУ ВО СПбПУ Петра Великого
Email: sergey.v.kartashov@gmail.com
г. Санкт-Петербург, Россия
Юрий Владимирович Кожухов
ФГАОУ ВО СПбПУ Петра Великого
Email: kozhukhov_yv@mail.ru
Канд. техн. наук г. Санкт-Петербург, Россия
Список литературы
- Бурдюгов 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.
- Данилишин А.М., Кожухов Ю.В., Гилева Л.В., Лебедев А.А. Верификация CFDрасчета на суперкомпьютере среднерасходных модельных ступеней// Суперкомпьютерные дни в России: Труды международной конференции, 2016. С. 816-828.
- 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.
- 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. - Рыбинск: РГАТУ им. П. А. Соловьева, 2015. Т. 1. С. 135-139.
- 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.
- 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.
- 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. Исследование влияния параметров расчетного трехмерного вязкого течения на прогнозные характеристики осевого насоса / Д.Г. Свобода, А.А. Жарковский, П.В. Пугачев, А.С. Донской // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т. 14. № 1(2). С. 685-688.
- Чеглаков И.В., Кожухов Ю.В. Результаты моделирования пространственного течения в радиальном рабочем колесе центробежного компрессора с применением программного пакета Fine/Turbo// Неделя Науки. Материалы научнопрактической конференции с международным участием. - СПб.: Институт энергетики и транспортных систем, 2014. С. 221-223.
- 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.
- Яблоков А.М., Кожухов Ю.В., Лебедев А.А. Исследование течения в малорасходной ступени центробежного компрессора методами вычислительной газодинамики// Научнотехнические ведомости СПбГПУ. 2015. Вып. 4(231). С. 59-69.
- Aksenov A.A., Danilishin A.M., Kozhukhov Y.V., Simonov A.M. Numerical simulation of gasdynamic characteristics of the semiopen 3d impellers of the twoelement centrifugal compressors stages// AIP Conference Proceedings Сер. «Oil and Gas Engineering, OGE 2018», 2018. 030025.
- 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.
- Danilishin A.M., Kozhukhov Y.V., Neverov V.V., Malev K.G., Mironov Y.R. The task of validation of gasdynamic characteristics of a multistage centrifugal compressor for a natural gas booster compressor station// AIP Conference Proceedings Сер. «Oil and Gas Engineering, OGE 2017», 2017. 020046.
- Denton J.D. Some Limitations of Turbomachinery CFD// ASME. Turbo Expo: Power for Land, Sea, and Air, Volume 7: Turbomachinery, Parts A, B, and C. 735-745. doi: 10.1115/GT201022540.
- 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 Y.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. № 232(1),012037.
- 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.
Дополнительные файлы
