<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">gumrf</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2309-5180</issn><issn pub-type="epub">2500-0551</issn><publisher><publisher-name>ФГБОУ ВО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21821/2309-5180-2022-14-4-583-590</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">gumrf-225</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Судостроение и судоремонт</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>SHIPBUILDING AND SHIP REPAIR</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ БАЛАНСА ПОТЕРЬ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ МАЛОРАСХОДНОЙ ЦЕНТРОСТРЕМИТЕЛЬНОЙ ТУРБИНЕ</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>NUMERICAL STUDY OF THE BALANCE OF KINETIC ENERGY LOSSES IN THE FLOW PART OF A LOW-CONSUMPTION INFLOW TURBINE</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Крюков</surname><given-names>Алексей Алексеевич</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kryukov</surname><given-names>Aleksey A.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">aleksey902@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>ФГБОУ ВО «Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Far Eastern State Technical Fisheries University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2022</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>13</day><month>09</month><year>2022</year></pub-date><volume>14</volume><issue>4</issue><fpage>583</fpage><lpage>590</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Крюков А.А., 2022</copyright-statement><copyright-year>2022</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Крюков А.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Kryukov A.A.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://journal.gumrf.ru/jour/article/view/225">https://journal.gumrf.ru/jour/article/view/225</self-uri><abstract><p>В работе основное внимание уделено вопросу развития судовой энергетики и автоматики, обусловленного качественными и количественными изменениями, вызванными масштабной оптимизацией и повышением эффективности судовых энергетических установок и установленным требованием о необходимости утилизации теплоты отработанного рабочего тела. Объектом данного исследования является проточная часть центростремительной малорасходной турбины, предметом исследования служат потери кинетической энергии в ступени малорасходной центростремительной турбины. Методом проведенного исследования является численное моделирование течения газа с использованием вычислительной газовой динамики, целью исследования - сравнение значений коэффициентов потерь кинетической энергии в сопловом аппарате, рабочем колесе и потерь с выходной скоростью полученных в ходе проведения физического и численного экспериментов. Основной задачей данного исследования является сопоставление значений коэффициентов потерь кинетической энергии в ступени турбины, полученных в ходе физического эксперимента, с результатами численного эксперимента. Отмечается, что малорасходные турбины характеризуются малыми габаритами, не позволяющими в полной мере осуществить физический эксперимент. В предлагаемой работе выполнен баланс потерь центростремительной малорасходной турбины. Выполнено сравнение значений коэффициентов потерь кинетической энергии в сопловом аппарате и рабочем колесе с выходной скоростью, полученных в ходе проведения физического и численного экспериментов. Построен график баланса потерь кинетической энергии ступени малорасходной центростремительной турбины. Установлена хорошая сходимость значений коэффициентов потерь, полученных численным методом, с результатами физического эксперимента. Сделаны выводы о возможности применения численного моделирования для идентичных типов турбинных ступеней.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The development of marine power engineering and automation, due to qualitative and quantitative changes by a significant increase in the capacity of modern power plants is considered in the paper. The object of this study is the flow part of a low-consumption inflow turbine, the subject of the study is the loss of kinetic energy in the stage of a low-consumption inflow turbine. The method of investigation is numerical simulation of gas flow using computational gas dynamics; the purpose of the study is to compare the values of kinetic energy loss coefficients in the nozzle diaphragm, impeller and output velocity losses obtained during physical and numerical experiments. The main objective of the study is to compare the values of kinetic energy loss coefficients in the turbine stage obtained during a physical experiment with the results of a numerical experiment. It is noted that low-consumption turbines are characterized by small dimensions, which do not allow to fully carrying out a physical experiment. A balance of losses of a low-consumption inflow turbine is performed in the study. A good convergence of the loss coefficients values obtained by the numerical method with the results of the physical experiment has been established. Conclusions about the possibility of applying numerical modeling for identical types of turbine stages are made.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>сопловой аппарат</kwd><kwd>коэффициент потерь</kwd><kwd>кинетическая энергия</kwd><kwd>численный метод</kwd><kwd>эксперимент</kwd><kwd>расчетная сетка</kwd><kwd>газодинамика</kwd><kwd>малорасходная турбина</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>nozzle diaphragm</kwd><kwd>loss coefficient</kwd><kwd>runner</kwd><kwd>kinetic energy</kwd><kwd>numerical method</kwd><kwd>experiment</kwd><kwd>calculation grid</kwd><kwd>gas dynamics</kwd><kwd>low-consumption turbine</kwd><kwd>experiment</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Наталевич А. С. Воздушные микротурбины / А. С. Наталевич. - М.: Машиностроение, 1979. - 192 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Наталевич А. С. Воздушные микротурбины / А. С. Наталевич. - М.: Машиностроение, 1979. - 192 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Епифанов А. А. Расчет трехмерного течения в ступенях малорасходных турбин / А. А. Епифанов, А. И. Кириллов, В. А. Рассохин // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. - 2012. - № 1 (142). - С. 65-70.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Епифанов А. А. Расчет трехмерного течения в ступенях малорасходных турбин / А. А. Епифанов, А. И. Кириллов, В. А. Рассохин // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. - 2012. - № 1 (142). - С. 65-70.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Забелин Н. А. Исследование особенностей течения в малорасходных турбинных ступенях конструкции ЛПИ / Н. А. Забелин, Г. Л. Раков, В. А. Рассохин, А. А. Себелев, М. В. Смирнов // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. - 2013. - № 1 (166). - С. 45-53.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Забелин Н. А. Исследование особенностей течения в малорасходных турбинных ступенях конструкции ЛПИ / Н. А. Забелин, Г. Л. Раков, В. А. Рассохин, А. А. Себелев, М. В. Смирнов // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. - 2013. - № 1 (166). - С. 45-53.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Нгуен A. К. Характеристики и структура потока турбинной ступени с отрицательным градиентом степени реактивности / A. К. Нгуен, К. Л. Лапшин // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. - 2016. - № 2 (243). - С. 163-173. DOI: 10.5862/JEST.243.17.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Нгуен A. К. Характеристики и структура потока турбинной ступени с отрицательным градиентом степени реактивности / A. К. Нгуен, К. Л. Лапшин // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. - 2016. - № 2 (243). - С. 163-173. DOI: 10.5862/JEST.243.17.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Нгуен Ан. К. Влияние тангенциального наклона рабочих лопаток на потери кинетической энергии / Ан. К. Нгуен, К. Л. Лапшин // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. - 2017. - Т. 23. - № 4. - С. 66-73. DOI: 10.18721/JEST.230406.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Нгуен Ан. К. Влияние тангенциального наклона рабочих лопаток на потери кинетической энергии / Ан. К. Нгуен, К. Л. Лапшин // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. - 2017. - Т. 23. - № 4. - С. 66-73. DOI: 10.18721/JEST.230406.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kryukov A. A. Determination of the velocity coefficient of a turbine nozzle diaphragm with partial blading of the runner / A. A. Kryukov, G. L. Rakov, S. V. Chekhranov, R. R. Simashov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - IOP Publishing, 2020. - Vol. 986. - Is. 1. - Pp. 012045. DOI: 10.1088/1757-899X/986/1/012045.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kryukov A. A. Determination of the velocity coefficient of a turbine nozzle diaphragm with partial blading of the runner / A. A. Kryukov, G. L. Rakov, S. V. Chekhranov, R. R. Simashov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - IOP Publishing, 2020. - Vol. 986. - Is. 1. - Pp. 012045. DOI: 10.1088/1757-899X/986/1/012045.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Rassokhin V. The design of microturbine units with low-consumed turbines constructed by LPI for heat recovery of exhaust gases of internal combustion engines / V. Rassokhin, N. Zabelin, H. Kunte, J. Seume, S. Olennikov, M. Cherkasova, A. Sebelev // Results of joint research activity of scientists from Saint-Petersburg State Polytechnical University and Leibniz University of Hannover. - Polytechnical University Publishing House, 2014. - Pp. 139-155.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rassokhin V. The design of microturbine units with low-consumed turbines constructed by LPI for heat recovery of exhaust gases of internal combustion engines / V. Rassokhin, N. Zabelin, H. Kunte, J. Seume, S. Olennikov, M. Cherkasova, A. Sebelev // Results of joint research activity of scientists from Saint-Petersburg State Polytechnical University and Leibniz University of Hannover. - Polytechnical University Publishing House, 2014. - Pp. 139-155.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Rakov G. A low emission axial-flow turbine for the utilization of compressible natural gas energy in the gas transport system of Russia / G. Rakov, V. Rassokhin, N. Zabelin, S. Olennikov, A. Sebelev, A. Sukhanov, S. Schislyaev // International Journal of environmental &amp; science education. - 2016. - Vol. 11. - No. 18. - Pp. 11721-11733.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Rakov G. A low emission axial-flow turbine for the utilization of compressible natural gas energy in the gas transport system of Russia / G. Rakov, V. Rassokhin, N. Zabelin, S. Olennikov, A. Sebelev, A. Sukhanov, S. Schislyaev // International Journal of environmental &amp; science education. - 2016. - Vol. 11. - No. 18. - Pp. 11721-11733.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Smirnov M. V. Effects of hub endwall geometry and rotor leading edge shape on performance of supersonic axial impulse turbine. Part I / M. V. Smirnov, A. A. Sebelev, N. A. Zabelin, N. I. Kuklina // Proceedings of 12th European Conference on Turbomachinery Fluid Dynamics and Thermodynamics. - Stockholm, Sweden, 2017. - Paper ID: ETC2017-100.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Smirnov M. V. Effects of hub endwall geometry and rotor leading edge shape on performance of supersonic axial impulse turbine. Part I / M. V. Smirnov, A. A. Sebelev, N. A. Zabelin, N. I. Kuklina // Proceedings of 12th European Conference on Turbomachinery Fluid Dynamics and Thermodynamics. - Stockholm, Sweden, 2017. - Paper ID: ETC2017-100.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Sebelev A. Design and numerical analysis of processes in siloxane vapor driven turbine / A. Sebelev, R. Scharf, N. Zabelin, M. Smirnov // Proceedings of the 3rd International Seminar on ORC Power Systems. Brussels, Belgium. - 2015. - Pp. 640-649.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sebelev A. Design and numerical analysis of processes in siloxane vapor driven turbine / A. Sebelev, R. Scharf, N. Zabelin, M. Smirnov // Proceedings of the 3rd International Seminar on ORC Power Systems. Brussels, Belgium. - 2015. - Pp. 640-649.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Крюков А. А. Численное исследование течения потока в ступени центростремительной турбины с частичным облопачиванием рабочего колеса / А. А. Крюков, С. В. Чехранов // Морские интеллектуальные технологии. - 2020. - № 4-1 (50). - С. 114-120. DOI: 10.37220/MIT.2020.50.4.016.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Крюков А. А. Численное исследование течения потока в ступени центростремительной турбины с частичным облопачиванием рабочего колеса / А. А. Крюков, С. В. Чехранов // Морские интеллектуальные технологии. - 2020. - № 4-1 (50). - С. 114-120. DOI: 10.37220/MIT.2020.50.4.016.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Крюков А. А. Трехмерный газодинамический расчет соплового аппарата малорасходной центростремительной турбины / А. А. Крюков // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. - 2019. - № 4. - С. 89-95. DOI: 10.24143/2073-1574-2019-4-89-95.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Крюков А. А. Трехмерный газодинамический расчет соплового аппарата малорасходной центростремительной турбины / А. А. Крюков // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. - 2019. - № 4. - С. 89-95. DOI: 10.24143/2073-1574-2019-4-89-95.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
