ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА СКОРОСТИ СОПЛОВОГО АППАРАТА МАЛОРАСХОДНОЙ ТУРБИНЫ
Аннотация
Предметом исследования работы являются современные судовые турбомашины, отличающиеся множеством видов, конструкций, назначений, материалов и рабочих тел. Отмечается, что это многообразие гарантировано использованием современных компьютерных технологий от стадии предварительной подготовки производства до выпуска конечной продукции. Рассмотрен этап проектирования турбоагрегатов, учитывающий внешние характеристики турбинной ступени: мощность, частоту вращения, коэффициент полезного действия, вращающий момент на валу и др. Эффективность ступени выражается коэффициентом полезного действия, который определяется потерями энергии, имеющимися в ступени. Потери, в свою очередь, выражаются потерями в каждом отдельном элементе конструкции турбинной ступени. При этом отмечается, что потери в сопловом аппарате разделяются на потери на трение, кромочные и концевые. Объектом исследования является сопловой аппарат центростремительной малорасходной турбины. Предметом исследования является коэффициент скорости соплового аппарата малорасходной центростремительной турбины. Цель исследования - сравнить значения коэффициентов скорости соплового аппарата, полученных в ходе физического эксперимента, с результатами численного моделирования. Методом исследования является численное моделирование течения газа с применением вычислительной газодинамики. Основной задачей исследования является сопоставление значения коэффициента скорости соплового аппарата, полученного в ходе физического эксперимента, с результатами численного моделирования соплового аппарата с дозвуковыми (сужающимися) каналами. Проведенные исследования показали, что малорасходные радиальные турбины характеризуются небольшими размерами, не позволяющими выполнить физический эксперимент. В исследовании приводится график зависимости коэффициента скорости соплового аппарата от числа Маха. Установлена хорошая сходимость значений коэффициента скорости соплового аппарата, полученного численным методом, с результатами физического эксперимента. Получены поля скоростей проточной части соплового аппарата в диапазоне числа Маха 0,66-0,88. Сделаны выводы о возможности применения численного моделирования для подобного типа сопловых аппаратов.
Ключевые слова
сопловой аппарат, коэффициент скорости, моделирование, численный метод, эксперимент, число Маха, расчетная сетка, газодинамика, малорасходная турбина
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Об авторах
Крюков Алексей Алексеевич - старший преподаватель
ФГБОУ ВО «Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет»
