Вычислительная гидрогазодинамика как инструмент совершенствования проточной части центробежного компрессора


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В статье отражен опыт и методические аспекты применения вычислительной гидрогазодинамики (CFD) для оперативной корректировки проточной части двухступенчатого центробежного компрессора. Неоптимальное проектирование проточной части заводомизготовителем стало причиной недостижения проектной эффективности компрессора. Задача совершенствования проточной части была осложнена невозможностью варьирования основных геометрических параметров ступеней, которые ограничены габаритами корпуса и заготовок. Проведено теоретическое и численное исследование целесообразности замены безлопаточных диффузоров лопаточными. По результатам сделан вывод о неудовлетворительной работе компрессора с лопаточными диффузорами в силу невозможности обеспечить оптимальные газодинамические соотношения, необходимые для работы ступеней с лопаточными диффузорами. С помощью численного моделирования выявлены основные элементы, ограничивающие эффективность исходной проточной части с безлопаточными диффузорами. Предприняты меры по оптимизации элементов ступеней с помощью вычислительной газодинамики. Использован генетический алгоритм автоматической оптимизации, реализованный в программном комплексе Numeca Fine/Turbo. Основной результат работы - проработана компоновка компрессора с безлопаточным диффузором, обеспечившая прирост коэффициента полезного действия компрессора на 1,6 % относительно базового варианта. Кроме того, рассмотрено допущение для существенного ускорения моделирования гидравлической проточной части компрессора (без зазоров и лабиринтных уплотнения) с введением поправок на дисковое трение и внутренние протечки путем оценки данных величин из первичного расчета.

Об авторах

Сергей Владимирович Карташов

ФГАОУ ВО СПбПУ Петра Великого

Email: sergey.v.kartashov@gmail.com
Санкт-Петербург, Россия

Юрий Владимирович Кожухов

ФГАОУ ВО СПбПУ Петра Великого

Санкт-Петербург, Россия

Александр Анатольевич Лебедев

ФГАОУ ВО СПбПУ Петра Великого

Канд. техн. наук Санкт-Петербург, Россия

Владимир Валерьевич Неверов

ФГАОУ ВО СПбПУ Петра Великого

Email: neverovpu@gmail.com
Санкт-Петербург, Россия

Алексей Михайлович Яблоков

ФГАОУ ВО СПбПУ Петра Великого

Email: yablokovaleksey@mail.ru
Санкт-Петербург, Россия

Список литературы

  1. Галеркин Ю.Б., Козаченко Л.И. Турбокомпрессоры. Учебное пособие. - СПб.: Издво Политехнического унта, 2008. - 374 с.
  2. Данилишин А.М., Кожухов Ю.В., Симонов А.М. Численное моделирование газодинамических характеристик осерадиальных полуоткрытых рабочих колес двухзвенных ступеней центробежных компрессоров// Материалы 8й международной научнотехнической конференции «Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства», 2018. С. 113-114.
  3. Рис В.Ф. Центробежные компрессорные машины. - Л. : Машиостроение, 1981. - 351 с.
  4. Современные газотранспортные системы и технологии/ З.Т. Галиуллин, С.Ю. Сальников, В.А. Щуровский; под ред. В.А. Щуровского. - М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2014. - 346 с.
  5. 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.
  6. Frese F., Einzinger J., Will J. Design optimization of an impeller with CFD and MetaModel of optimal Prognosis (MoP). //10th International conference of turbocharges and turbocharging, London, 2012. P. 121-135.
  7. Galiando J, Hoyas S, Fajardo P, Navarro R. 2013 Setup analysis and optimization of CFD simulations for radial turbines// Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics. 2013. 7(4), P. 441-460.
  8. Kozhukhov Y.V., Yun V.K., Reshetnikova L.V., Prokopovich M.V. Numerical Investigation of Different Radial Inlet Forms for Centrifugal Compressor and Influence of the Deflectors Number by Means of Computational Fluid Dynamics Methods with Computational Model Validation// IOP Conference Series Materials Science and Engineering, August 2015.
  9. 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// 10th International Conference on Compressors and their Systems IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering.
  10. Wilcox D.C. Turbulence Modeling for CFD. - California: DCW Industries, Inc., 1994. - 460 p.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Карташов С.В., Кожухов Ю.В., Лебедев А.А., Неверов В.В., Яблоков А.М., 2019

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».