Численное моделирование кавитации в проточной части обратимой гидромашины на напор до 250м

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

В областях, где расположены в основном расположены тепловые и атомные электростанции, проблема нехватки маневренных мощностей, покрытия пиковых нагрузок и прохождения периодов сниженного энергопотребления решается за счет строительства крупных гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС). Для создания высокоэффективных проточных частей насос-турбин одной из современных тенденций является использование численного моделирования трехмерного течения жидкости. В настоящее время существует множество программных продуктов, в которых реализовано численное моделирование методом конечных объемов. Самые известные среди них Fluent, CFX, StarCD, Numeca, Flow Vision и CADRUN. Верификация расчетной модели остается актуальной задачей. Важно подобрать методику, которая позволит получить приемлемый результат при оптимальных временных затратах на подготовку данных и проведение расчетных исследований.

В статье исследуется проточная часть радиально-осевой насос-турбины, предназначенная для применения на максимальный напор до 250м. Выполнено численное моделирование процесса кавитации, возникающего в турбинном режиме при существенном удалении от оптимума характеристики. Расчеты выполнены с использованием программного комплекса Ansys CFX версии 2021R1. Дано краткое описание постановки задачи, используемых расчетных сеток и принятых допущений. Представлено сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными. Выполнено качественное сравнение областей возникновения кавитации полученного при численном моделировании с данными контроля состояния основного металла и сварных соединений рабочего колеса гидроагрегата методом цветной дефектоскопии.

Целью работы было представить экономичную методику численного моделирования кавитации для определения мест возможного возникновения кавитационного износа. Методика заключается в описании постановки задачи, используемых расчетных сеток и принятых допущений для оптимально использования вычислительных ресурсов без существенной потери точности результатов.

Об авторах

В. Н. Селезнев

АО «Силовые машины»

Автор, ответственный за переписку.
Email: Seleznev_VN@power-m.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Синюгин В.Ю., Магрук В.И., Родионов В.Г. Гидроаккумулирующие электростанции в современной электроэнергетике. М.: ЭНАС, 2008. 352 с.
  2. Кривченко Г.И. Гидравлические машины: Турбины и насосы. М.: Энергия, 1978. 320 с.
  3. Rodrigues Cunha M.A., Villa Nova H.F. CAVITATION MODELING OF A CENTRIFUGAL PUMP IMPELLER // 22nd International Congress of Mechanical Engineering November 03-07, 2013, Ribeirão Petro, São Paulo, Brazil.
  4. D. Somashekar, Dr. H. R. Purushothama Numerical Simulation of Cavitation Inception on Radial FlowPump IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering (IOSRJMCE) ISSN : 2278-1684 Volume 1, Issue 5 (July-August 2012), PP 21-26 www.iosrjournals.org.
  5. Documentation Ansys CFX 2021R1.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Геометрия исследуемой проточной части насос-турбины

Скачать (223KB)
3. Рис. 2. Поля скоростей и статического давления в спиральной камере в турбинном режиме

Скачать (447KB)
4. Рис. 3. Зависимость потерь энергии в спиральной камере от расхода

Скачать (219KB)
5. Рис. 5. Сопоставление области возникновения паровой фазы, полученной в расчете, с местами повреждений от воздействия кавитации на напорной кромке рабочего колеса

Скачать (361KB)
6. Рис. 6. Сопоставление области возникновения паровой фазы, полученной в расчете, с местами повреждений от воздействия кавитации на всасывающей кромке рабочего колеса

Скачать (372KB)

© Селезнев В.Н., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 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».