Крюков Алексей Алексеевич - старший преподаватель
690087, г. Владивосток, ул. Луговая, 52б
Kryukov, Aleksey A. - Senior lecturer
52B Lugovaya Str., Vladivostok, 690087
Куличков Сергей Владимирович - кандидат технических наук, доцент
690922, г. Владивосток, остров Русский, п. Аякс, д. 10
Kulichkov, Sergei V. - PhD, associate professor
10 Ajax Bay, Russky Island, Vladivostok, 690922
Ратников Александр Александрович - заведующий лабораторией компьютерного моделирования
690922, г. Владивосток, остров Русский, п. Аякс, д. 10
Ratnikov, Alexander A. - Head of the Laboratory of Computer Modeling
10 Ajax Bay, Russky Island, Vladivostok, 690922
В работе выполнено исследование коэффициентов потерь кинетической энергии соплового аппарата и рабочего колеса в центростремительной турбинной ступени с частичным облопачиванием рабочего колеса. Отмечается, что центростремительные малорасходные турбины являются надежными и производительными устройствами, предназначенными для привода различных агрегатов. Благодаря компактным размерам они особенно востребованы в различных отраслях машиностроения. Однако для повышения эффективности и снижения затрат на производство необходимо постоянное совершенствование технологии изготовления ступеней турбин. Часть центростремительных турбин являются парциальными, что приводит к дополнительным потерям энергии. Рассмотрены парциальные ступени, в которых отсутствуют потери от вентиляции, — турбины с частичным облопачиванием рабочего колеса. Для моделирование таких турбин в работе использован программный пакет ANSYS CFX. Путем использования ANSYS Design Modeler для создания геометрической модели и определения граничных условий, а также выбора соответствующей сетки были получены зависимости коэффициентов потерь в сопловом аппарате и рабочем колесе. Исследование показало, что степень парциальности и число Маха ступени турбины оказывают существенное влияние на коэффициенты потерь в проточной части соплового аппарата и рабочего колеса. Для учета этих зависимостей в процессе моделирования получены эмпирические зависимости, являющиеся неотъемлемой частью процесса проектирования центростремительных турбин. Использование полученных эмпирических зависимостей позволяет более точно прогнозировать характеристики и производительность турбин данного типа, а также дополнить существующую математическую модель течения потока в проточной части малорасходной центростремительной турбины с частичным облопачиванием рабочего колеса.
Studying the coefficients of kinetic energy losses of the nozzle diaphragm and the runner in an inflow turbine with partial blading of the runner is carried out. It is noted that inflow low-consumption turbines are reliable and productive devices designed to drive various units. Due to their compact size, they are especially in demand in various branches of mechanical engineering. However, in order to increase efficiency and reduce production costs, it is necessary to constantly improve the technology of manufacturing turbine stages. Some inflow turbines are partial, which leads to additional energy losses. Partial stages in which there are no losses from ventilation, namely, turbines with partial flapping of the runner are considered. To simulate such turbines, the ANSYS CFX software package is used in the work. By using ANSYS Design Modeler to create a geometric model and determine boundary conditions, as well as selecting the appropriate grid, the dependences of the loss coefficients in the nozzle and the runner are obtained. The study has shown that the degree of partiality and the Mach number of the turbine stage have a significant impact on the losses coefficients in the exact part of the nozzle and the runner. To account for these dependencies in the modeling process, empirical dependencies, which are an integral part of the design process of inflow turbines, are obtained. The use of the obtained empirical dependences makes it possible to more accurately predict the characteristics and performance of turbines of this type, as well as to supplement the existing mathematical model of the flow in the flow part of a low-consumption inflow turbine with partial blading of the runner.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.