Другие журналы
|
Влияние отношения u/C0 на нестационарные нагрузки и КПД осевой турбиной ступени
# 06, июнь 2015
DOI: 10.7463/0615.0786614
авторы: Нгуен К. К., профессор, д.т.н. Ласкин А. С.
УДК 621.165.001.5
| Россия, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого |
В статье представлены результаты численного исследования уровней и характера нестационарных нагрузок на рабочую лопатку, КПД и дополнительных потерь кинетической энергии в модели одноступенчатой турбины при различных режимах, характеризуемых отношением u/С0. Результаты численного исследования были сопоставлены с экспериментальными данными, полученными при исследовании обращенной радиальной модели в СПбПУ. Для решения указанных задач была выбрана модель осевой турбинной ступени с Dср / l =13, профилями лопаток статора и ротора постоянного сечения, подобными испытанным в обращенной турбине при Mc1 = 0,3. Частота вращения ротора изменялась в диапазоне от 900 до 1800 об/мин. По результатам представлены следующие выводы: 1. С увеличением скорости вращения средние по периоду значения сил и изгибающих моментов на лопатку уменьшаются, но размахи нестационарных нагрузок увеличиваются. 2. Уровень размахов нестационарных сил и моментов при номинальном u/С0 = 0,55 и осевом зазоре Δz1 = 4 мм ( Δz1 / b1 = 0,067 ) составляет 50-60% от средних во времени усилий на рабочую лопатку; 3. Размах безразмерных нагрузок на рабочую лопатку ( сил Δ Pu / Pu и моментов ΔMu / Mu ) в диапазоне u/С0 (режим С0 = const ) от 0,4 до 0,75 возрастает от 20% до 90% от средних во времени нагрузок; 4. Сравнение уровней КПД ηол, полученных по методу Stage и Transient Stator-Rotor, показывает, что уровни максимального расчетного лопаточного КПД составляют 0,806 и 0,774, что соответствует уровням КПД для этого типа проточных частей; 5. Из сопоставления результатов расчетов по методам “Stage” и “Transient Stator-Rotor” можно сделать вывод о том, что уровень дополнительных потерь от нестационарности в области номинального КПД составляет 3,2%. Эта величина практически сохраняется для всего исследованного диапазона изменения u/С0 от 0,4 до 0,75. Список литературы- Denos R., Arts T., Paniagua G., Michelassi V., Martelli F. Investigation of the Unsteady Rotor Aerodynamics in a Transonic Turbine Stage // Journal of Turbomachinery. 2001. Vol. 123, iss. 1. P. 81-89. DOI: 10.1115/1.1314607
- Yamada K., Funazaki K., Kikuchi M., Sato H. Influences of Axial Gap Between Blade Rows on Secondary Flows and Aerodynamic Performance in a Turbine Stage // Proceedings of ASME Turbo Expo 2009: Power for Land, Sea and Air, Orlando, FL, USA, 2009. Art. no. GT2009-59855.
- Dring R.P., Joslyn H.O., Hardin L.W., Wagner J.H. Turbine rotor-stator interaction // ASME Journal of Power Engineering for Power. 1982. Vol . 104, no . 4. P . 729-742. DOI:10.1115/1.3227339
- Ласкин А.С. Исследование аэродинамического возбуждения колебаний лопаточного аппарата и потерь энергии при нестационарных процессах в турбинах: автореф. дис. … докт. техн. наук. Л., ЛПИ, 1980.
- Афанасьева Н.Н., Ласкин А.С., Лапшин К.Л., Черников В.А. и др. Аэродинамические характеристики ступеней тепловых турбин / под ред. В.А. Черникова. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние., 1980. 263 c .
- Нгуен К.К., Ласкин А.С. Численное моделирование влияния осевого зазора на нестационарные силы в турбинной ступени // Научно‒технические ведомости СПбГПУ. 2014. № 2 (195). С . 65-69.
Публикации с ключевыми словами:
численное моделирование, нестационарная нагрузка, потери от нестационарности, потери кинетической энергии, осевая турбина, размах нагрузок
Публикации со словами:
численное моделирование, нестационарная нагрузка, потери от нестационарности, потери кинетической энергии, осевая турбина, размах нагрузок
Смотри также:
|
|