Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Моделирование течения вязкого газа в модельных малорасходных ступенях центробежного компрессора

Полный текст:


Аннотация

В статье представлены результаты моделирования течения вязкого газа в малорасходных модельных ступенях центробежных компрессоров. Задача решена в стационарной постановке с использованием программного комплекса ANSYS CFX. Численное моделирование было проведено на трех модельных ступенях сверхвысокого давления, у двух из которых лопатки рабочего колеса классического, у одной – телесного типа. Значение условного коэффициента расхода составляло 0,0063–0,015. В рамках исследования использовались блочно-структурированные расчетные сетки для всех элементов проточной части с общим числом элементов 13–15 млн. В ходе расчетов была осуществлена валидация численной характеристики с результатами испытаний, проведенных на кафедре компрессорной, вакуумной и холодильной техники Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого.

По результатам моделирования течения вязкого газа в малорасходных ступенях установлено, что для заданной математической модели наблюдается завышение суммарного коэффициента потерь на протечки и дисковое трение (1 + βтр + βпр) при увеличении входного давления. Напорная характеристика хорошо соотносится на расчетной точке, при увеличении расхода наблюдаются расхождения. Анализ течения в лабиринтных уплотнениях показал увеличение полной температуры около дисков на 30–50°С, однако данный факт не сказывается на параметрах газа в сечении за рабочим колесом. Результаты расчета на более мелкой расчетной сетке с величиной первой пристеночной ячейки 0,001 мм абсолютно идентичны результатам расчета на сетке с размером первой пристеночной ячейки 0,01 мм.


Об авторах

А. М. Яблоков
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»
Россия
Санкт-Петербург


Н. И. Садовский
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»
Россия
Санкт-Петербург


Ю. В. Кожухов
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»
Россия
Санкт-Петербург


Список литературы

1. Стрижак Л.Я. Термогазодинамические основы проектирования центробежных компрессоров высокого и сверхвысокого давления: дисс. … докт. техн. наук. СПб.: Санкт-Петербургский государственный технический университет, 1995. 573 с.

2. Садовский Н.И. Повышение эффективности малорасходных ступеней центробежных компрессоров высокого и сверхвысокого давления на основе изучения влияния числа Рейнольдса и шероховатости на основные рабочие процессы: дисс. … канд. техн. наук. СПб.: Санкт-Петербургский государственный технический университет, 1994. 343 с.

3. Власов В.М. Разработка метода проектирования малорасходных ступеней центробежного компрессора высокого давления на основе модели вязкого течения реального газа: дисс. … канд. техн. наук. СПб.: Санкт-Петербургский государственный технический университет, 1995.

4. Измайлов Р.А. Нестационарные аэродинамические процессы в центробежных компрессорах: дисс. … докт. техн. наук. Л.: Ленинградский политехнический институт имени М.И. Калинина, 1989. 464 с.

5. Селезнев К.П., Галеркин Ю.Б. Центробежные компрессоры. Л.: Машиностроение, 1982. 271 с.

6. Danilishin A.M., Kozhukhov Y.V., Yun V.K. Multi-Objective Optimization for Impeller Shroud Contour, Width of Vane Diffuser and Number of Blades of the Centrifugal Compressor Stage Based on the CFD Calculation. IOP Conference Series Materials Science and Engineering 2015;90 (1):012046 [Электронный источник]. Режим доступа: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/90/1/012046/pdf (дата обращения: 29.04.2019).

7. Яблоков А.М., Кожухов Ю.В., Лебедев А.А. Исследование течения в малорасходной ступени центробежного компрессора методами вычислительной газодинамики // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2015. № 4 (231). С. 59–69.

8. Базан И.С., Садовский Н.И. Расчет течения в межступенчатых каналах центробежного компрессора // Материалы научной конференции с между-народным участием «Неделя науки СПбПУ». СПб: изд-во СПбПУ, 2016. С. 146–148.

9. Рис В.Ф. Центробежные компрессорные машины. 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Машиностроение, 1981. 351 с.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Яблоков А.М., Садовский Н.И., Кожухов Ю.В. Моделирование течения вязкого газа в модельных малорасходных ступенях центробежного компрессора. Территория «НЕФТЕГАЗ». 2019;(5):28-35.

For citation: Yablokov A.M., Sadovskiy N.I., Kozhukhov Y.V. Simulation of Viscid Gas Flow in Model Low Consumption Centrifugal Compressor Stages. Territorija “NEFTEGAS” [Oil and Gas Territory]. 2019;(5):28-35. (In Russ.)

Просмотров: 10

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2072-2745 (Print)
ISSN 2072-2761 (Online)