Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель 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)
авторы: Тюхтяев А. М., профессор, д.т.н. Ласкин А. С., Захаров А. В.

УДК 621.1.018

Россия, СПбГПУ"

ОАО "Силовые Машины"


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.   


Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2020 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)