Другие журналы
|
научное издание МГТУ им. Н.Э. БауманаНАУКА и ОБРАЗОВАНИЕИздатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211. ISSN 1994-0408
Потери кинетической энергии потока по высоте направляющего аппарата последней ступени мощных паровых турбин.
# 06, июнь 2014 DOI: 10.7463/0614.0712815
Файл статьи:
Tukhtyaev_A.pdf
(2423.49Кб)
В данной работе для изучения влияния комбинированной меридиональной и тангенциальной саблевидности направляющего (соплового) аппарата на эффективность работы последней ступени ЦНД паровой турбины выполнен численный эксперимент. Для проведения численного эксперимента, на основе программы IOSO и газодинамического пакета NUMECA создана автоматизированная процедура. Данная процедура разработана для поиска комбинации углов наклона пера направляющего аппарата, которые являются ключевыми для определения законов меридиональной и тангенциальной саблевидности. Целевой функцией процесса оптимизации является максиму КПД ступени при постоянном массовом расходе пара. Варьируемыми в процессе поиска величинами были углы тангенциальной и меридиональной саблевидности и угол установки пера направляющего аппарата. Для вычисления, на основе результатов газодинамического расчета течения пара, распределения потерь кинетической энергии по высоте направляющего аппарата в программе Numeca CFView предложен метод, основанный на вычислении параметров пара вдоль отдельных условных линий тока. В программе CFView данный метод реализован с помощью интегрированного языка программирования Python. В результате численного эксперимента найдена такая комбинация углов, которая позволила повысить КПД ступени на 1,8% и уменьшить суммарные потери кинетической энергии в направляющем аппарате на 1,6%. Применение комбинированной саблевидности привело к уменьшению массового расхода пара в периферийной области и, за счет этого, увеличению в корневой области. Перераспределение массового расхода пара и поджатие потока пара к корню привело к уменьшению градиента статического давления и степени реактивности по высоте направляющего аппарата. Уменьшение градиента давления и поджатие потока пара к корню привело к снижению интенсивности вторичных течений в корневой области. Локальное поджатие потока пара к периферийному обводу проточной части совместно с уменьшением градиента давления привело к снижению интенсивности вторичных течений и уменьшению потерь кинетической энергии в периферийной области. Увеличение статического давления в нижней трети в сечении за направляющим аппаратом при неизменном статическом давлении перед направляющим привело к снижению числа Маха и уменьшению интенсивности скачков уплотнений. Увеличение зазора между направляющим аппаратом и рабочим колесом в периферийной области из-за меридиональной саблевидности должно привести к уменьшению эрозионного износа входных кромок рабочих лопаток последней ступени. Список литературы 1. Лапшин К.Л. Оптимизация проточных частей паровых турбин с применением «интегральных» сопловых лопаток // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2013. № 1. С. 61-66. 2. Дейч М.Е., Губарев А.В., Филиппов Г.А., Ван Чжун-Ци. Новый метод профилирования направляющих решеток ступеней с малыми d/l // Теплоэнергетика. 1962. № 8. С. 42-47. 3. Борисов Ф.П., Веревский В.И., Иванов М.Я. Трояновский Б.М., Карелин А.М., Цястон А.П. Пространственное профилирование сопловой решетки последней ступени мощной паровой турбины // Теплоэнергетика. 1991. № 8. С. 51-54. 4. Дейч М.Е. Газодинамика решеток турбомашин. М.: Энергоатомиздат, 1996. 528 с. 5. Turbine Performance Improvement by Full 3-D Design Blades // Technical Review Mitsubishi. Ind. 1989. Vol. 1. P. 9-12. 6. Щегляев А.В. Паровые турбины. М.: Энергия, 1976. 368 с. 7. Лапшин К.Л. Оптимизация проточных частей паровых и газовых турбин. СПб.: СПбГПУ, 2011. 177 с. 8. Кириллов И.И. Теория турбомашин. Л.: Машиностроение, 1972. 533 с. 9. Кофман В.М. Определение коэффициента полезного действия турбины ГТД по параметрам неравномерных газовых потоков // Вестник УГАТУ. 2012. Т. 16, № 5 (50). С. 28-40. 10. Кофман В.М. Сравнительный анализ способов осреднения при обработке параметров неравномерного воздушного потока на входе в ГТД // Вестник УГАТУ. 2009. Т. 12, № 2 (31). С. 35-42. 11. Седов Л.И., Черный Г.Г. Об осреднении неравномерных потоков газа в каналах // Теоретическая гидромеханика: сб. ст. Т. 12, вып. 4. М.: Оборонгиз, 1954. С. 17-30. 12. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. М.: Наука, 1967. 428 с. 13. Numeca International CFView V8. Flow Visualization and Post-Processing. User Manual. Belgium: NUMECA International, 2011. 14. Ершов C.В., Саки Р. К расчету потерь в проточных частях турбомашин // Вестник НТУ «ХПИ». 2013. № 14 (988). С. 1-18. Публикации с ключевыми словами: паровая турбина, потери энергии, направляющий аппарат последней ступени, линии тока Публикации со словами: паровая турбина, потери энергии, направляющий аппарат последней ступени, линии тока Смотри также: Тематические рубрики: Поделиться:
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|