Повышение эффективности безлопаточных диффузоров малорасходных центробежных компрессорных ступеней на основе анализа трехмерного вязкого потока

  • Автор:
  • Специальность ВАК РФ: 05.04.06
  • Научная степень: Кандидатская
  • Год защиты: 2003
  • Место защиты: Санкт-Петербург
  • Количество страниц: 240 с. : ил.
  • бесплатно скачать автореферат
  • Стоимость по акции: 250 руб.
Титульный лист Повышение эффективности безлопаточных диффузоров малорасходных центробежных компрессорных ступеней на основе анализа трехмерного вязкого потока
Оглавление Повышение эффективности безлопаточных диффузоров малорасходных центробежных компрессорных ступеней на основе анализа трехмерного вязкого потока
Содержание Повышение эффективности безлопаточных диффузоров малорасходных центробежных компрессорных ступеней на основе анализа трехмерного вязкого потока

ОГЛАВЛЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Экспериментальные исследования в ступенях с БЛД
1.1.1 .Течение в РК ступени ЦК с БЛД
1.1.2. Нестационарный поток в БЛД ступени ЦК
1.1.3. Исследования влияния различных геометрических и режимных параметров на течение в БЛД
1.1.4. Особенности течения в малорасходных ступенях ЦК
1.2. Теоретические исследования течения в ступенях с БЛД
1.2.1. Расчёты течений в проточной части на основе теории пограничного слоя
1.2.2. Смешение потока в БЛД в радиальной плоскости
1.2.3. Расчеты вязкого потока на основе решения уравнений Навье-Стокса
1.2.4. Модели турбулентности
1.2.5. Современные коммерческие пакеты программ и их использование для расчета трехмерного вязкого потока
1.3. Постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ТУРБУЛЕНТНОГО ПОТОКА В БЛД ЦК
2.1. Основные уравнения
2.2. Модель турбулентности
2.2.1. Пространственная модель турбулентного обмена Н.И. Булеева..
% 2.2.2. Анизотропия турбулентного обмена. Струйная турбулентность.

2.2.3. Линейный масштаб турбулентности
2.2.4. Пристенные функции
2.2.5. Учет турбулентности втекающего потока в БЛД
2.3. Граничные условия
2.4. Построение сетки
2.5. Численный метод
2.5.1. Основные уравнения в обобщенных криволинейных координатах
2.5.2. Интегрирование по времени основных уравнений
2.5.3. Пространственная дискретизация основных уравнений
2.5.4. Ускорение сходимости
2.6. Обработка расчетных данных
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ И СРАВНЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПОТОКА, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЛД ЦК
3.1. Влияние неравномерного на входе потока в меридиональной плоскости на течение в БЛД малорасходной ступени
3.2. Сравнение расчетных и экспериментальных параметров потока в БЛД малорасходной ступени на номинальном режиме ее работы
3.3. Сравнение результатов расчета вязкого потока с опытными данными для БЛД среднерасходной ступени ЦК
3.4. Анализ экспериментальных и расчетных параметров потока и энергетических показателей БЛД малорасходной ступени с Фр=0,
3.5. Параметры потока и энергетические показатели БЛД малорасходной ступени с ФР=0,011 по данным эксперимента и расчета с учетом турбулентности втекающего потока
3.6. Анализ и сравнение экспериментальных данных с результатами расчетов неравномерного по шагу в относительном движении потока

• 3.7. Численное моделирование неравномерного по шагу в относительном движении потока в БЛД малорасходной ступени с Фр=0,
3.8. Выводы и некоторые рекомендации по расчету вязкого потока в
БЛД ЦК
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА ХАРАКТЕР ТЕЧЕНИЯ И ПОТЕРИ В БЛД МАЛОРАСХОДНОЙ СТУПЕНИ С ФР =0,
4.1. Анализ влияния относительной ширины БЛД b3/b2 =0,84...1,
4.1.1. Особенности течения при различных углах потока а2 на выходе из РК
4.1.2. Энергетические характеристики БЛД
4.2. Особенности течения и энергетические характеристики профилированного диффузора БЛД 1,2П
4.3. Влияние числа Рейнольдса на энергетические характеристики БЛД
щ с b3/b2=0,
4.4. Анализ влияния числа Рейнольдса и шероховатости поверхности стенок для БЛД 1,2П
4.5. Влияние числа Маха на энергетические характеристики БЛД 1,2П
4.6. Влияние коэффициента теоретического напора малорасходного колеса на потери в БЛД
4.7. Обобщения и рекомендации по проектированию БЛД малорасходных ступеней ЦК
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

£ а2=30° отмечается сильное влияние протечек на составляющую скорости Сг.
В ходе вычислений протечки моделировались вдувом через полупроницаемую стенку, что, по-видимому, увеличивает их влияние по сравнению с реальными условиями работы ступени. При Ь2Я)2 =0,003 и а2=5° отрывы потока не наблюдаются, что соответствует экспериментальным данным [61], [23], которые говорят о том, что при уменьшении относительной ширины диффузора Ь3Л32 начало отрыва сдвигается в область очень малых а2 и в очень узких диффузорах отрывов может не наблюдаться совсем.
В более широких диффузорах наблюдается более быстрый рост относительного давления. При уменьшении ширины Ь2Л32 рост давления более пологий, что связано с большими потерями. При Ь2Л32 =0,003 происходит, начиная с г=1,2...1,25, падение давления, то есть потери превышают уменьшение скоростного напора. Расчеты [19] показывают, что для ступеней средней расходное, Ь2Я)2=0,06, с увеличением Ь3/Ь2>1 коэффициент потерь растет из-за потерь на внезапное расширение.
В [19] было обнаружено, что лучшее согласие с опытом для распределения радиальной составляющей скорости достигается при задании осевой составляющей скорости Сг=Сг1ду, у=15°. С опытом лучше согласуются потери в случае Сгг=п =0, но радиальная составляющая скорости при этом описывается
гораздо хуже.
Как показывает сравнение с опытными данными, метод [19] в целом завышает потери на 10...20%. Автор объясняет этот факт использованием алгебраических моделей турбулентности, которые завышают пристеночное трение.
1.2.4. Модели турбулентности
Среди всего многообразия моделей турбулентности для описания сложных турбулентных течений известны, [4], феноменологические, статистические, Л полуэмпирические алгебраические и модели с двумя или более дифференциаль-

Рекомендуемые диссертации данного раздела