Главная » Просмотр файлов » Грановский А.В. Разработка методов повышения газодинамической эффективности высоконагруженных ступеней охлаждаемых газовых турбин

Грановский А.В. Разработка методов повышения газодинамической эффективности высоконагруженных ступеней охлаждаемых газовых турбин (1015807)

Файл №1015807 Грановский А.В. Разработка методов повышения газодинамической эффективности высоконагруженных ступеней охлаждаемых газовых турбин (Разработка методов повышения газодинамической эффективности высоконагруженных ступеней охлаждаемых газовых турбин)Грановский А.В. Разработка методов повышения газодинамической эффективности высоконагруженных ступеней охлаждаемых газовых турбин (1015807)2017-06-18СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

На правах рукописиГрановский Андрей ВладимировичРАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЙЭФФЕКТИВНОСТИ ВЫСОКОНАГРУЖЕННЫХ СТУПЕНЕЙ ОХЛАЖДАЕМЫХГАЗОВЫХ ТУРБИНСпециальность 05.04.12 – Турбомашины и комбинированные установкиАВТОРЕФЕРАТдиссертация на соискание ученой степенидоктора технических наукМосква – 2011Работа выполнена в Московском Энергетическом Институте(Техническом университете)Официальные оппоненты:доктор технических наукпрофессор Зарянкин А. Е.доктор технических наукпрофессор Рассохин В.А.доктор технических наукдоцент Рябов Е.К.Ведущая организация: ОАО «Авиамотор» г.

ПермьЗащитасостоится18ноября2011заседании диссертационного советав13час.Д 212. 157. 0930мин.ваудиторииБ-407наМосковского энергетического института(Технического университета) по адресу: Москва, Красноказарменная ул.., д.17.Отзывы на автореферат в двух экземплярах , заверенные печатью организации просим направлять поадресу 111250, г. Москва, Красноказарменная ул., д.14, Московский энергетический институт(Технический университет), Ученый Совет МЭИ.С диссертацией можно познакомиться в библиотеке МЭИАвтореферат разослан «»---------------------2011Ученый секретарьдиссертационного советаД 212.157.09К.т.н., доцентЛебедева А.И.2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность проблемы. Основными определяющими факторами развития стационарныхгазотурбинных установок и авиационных двигателей являются: надежность, экономичность, ресурс,технологичность, стоимостьи т.д. Обеспечение оптимальных значений, перечисленных вышехарактеристик, является важной практической задачей.Повышение температуры и давления газа на входе в турбину привело к необходимости примененияохлаждаемых ступеней.

В современных стационарныхи авиационных высокотемпературныхгазовых турбинах в качестве охлаждаемых ступеней часто применяются высоконагруженныетурбинные ступени. Использование таких ступеней является комплексной задачей, посколькууменьшение числа ступеней с одной стороны позволяет уменьшить стоимость установки, повыситьее надежность, сэкономить охлаждающий воздух и т.д., но с другой стороны может приводить куменьшению газодинамической эффективности, т.е.

к уменьшению кпд турбины. Поэтомуразработка методов повышения экономичности охлаждаемых, высоконагруженных турбинныхступенейявляетсяактуальнойзадачей.Особенностьюиспользованиявысоконагруженныхтурбинных ступеней является работа лопаточных аппаратов в трансзвуковом диапазоне скоростей.Трансзвуковые режимы работы характеризуются целым рядом особенностей, связанных споявлением в межлопаточных каналах местных сверхзвуковых зон и скачков уплотнения, которыемогут вызвать отрыв потока.

Усложнение структуры потока при работе на трансзвуковых режимахприводит к увеличению потерь в межлопаточных каналах. Кроме того, выдув охлаждающего воздухачерез ряды отверстий на поверхностях межлопаточного канала (сопловые и рабочие лопатки,платформы, корпус) приводит к изменению структуры пристенных течений и может служитьисточником дополнительных потерь.Актуальность темы диссертации определяется необходимостью разработать методологиюпроектированиялопаточныхаппаратоввысокотемпературныхгазовыхтурбиннаосновекомплексного изучения физических особенностей их работы численными и экспериментальнымиметодами с целью минимизации потерь в проточной части и, соответственно, с целью повышениякпд турбин.Цель работы.Разработать методы повышения газодинамической эффективности охлаждаемыхвысоконагруженных ступеней газовых турбин на основе исследования физических особенностейтечения в лопаточных аппаратах экспериментальными и численными методами.3Научная новизна работы состоит в следующем:•Впервые в стране были внедрены в практику исследования структуры потока и проектированиялопаточных аппаратов методы решения нестационарных уравнений Эйлера на основе численнойсхемы С.К.

Годунова 1 и 2 порядка точности.•Предложен и реализован на практике комплексный подход для изучения структуры потока иопределения потерь в турбинных решетках на основе использования измерений локальнойструктуры потока лазерным измерителем скорости и численным исследованием особенностейвязкой структуры потока по уравнениям Навье-Стокса.•Впервые разработан быстрый метод расчета потерь (метод локальной аппроксимации) на основестатистического обобщения экспериментальных данных по потерям в трансзвуковых турбинныхрешетках.•Разработаны оригинальные экспериментальные методики исследования особенностей течения влопаточных аппаратах, в частности:-способ измерения и осреднения параметров неравномерного потока в турбинных решетках вшироком диапазоне режимов работы с выпуском охлаждающего воздуха через щели иотверстия перфорации на профиле.-способ измерения параметров потока в секторных решетках, составленных из натурныхохлаждаемых лопаток.-способ исследования влияния уровня турбулентных пульсаций в потоке на входе, внутримежлопаточных каналов и на выходе из турбинных решеток при помощи лазерногоизмерителя скорости.••способ визуализации пристенных течений на заданном режиме работыРазработаны методы проектирования турбинных решеток на основе:-численного исследования структуры течения в венцах-корреляции между распределением скорости потока и распределением кривизны профиляСпроектирована, численно и экспериментально исследована высоконагруженная полноразмернаятрансзвуковая турбинная ступень при выдуве охлаждающего воздуха в сопловом аппарате иразличной величине радиального зазора.•Спроектирована, численно и экспериментально исследована двухступенчатая турбина низкогодавления с саблевидными сопловыми аппаратами.Обоснованность и достоверность выводов и рекомендаций.

Основные научные положения ивыводы подтверждены экспериментальными и численными результатами, полученными с помощьюразличных методов исследования: пневмометрические измерения параметров потока, измеренияпульсаций скорости, средней скорости и интенсивности турбулентности лазерным измерителем4скорости,визуализациятечения.Сравнивалисьрезультатыизмерений,полученныеваэродинамических трубах и на экспериментальных турбинах.. Численные результаты сопоставлялисьс экспериментальными данными.Практическая ценность. Применение разработанных и проверенных экспериментально подходовпозволяет уменьшить интенсивность скачков уплотнения в межлопаточных каналах, снизитьвероятность отрывов на выпуклой поверхности лопаток из-за взаимодействия пограничного слоя соскачками уплотнения. В результате снижаются волновые потери и потери, связанные с отрывомпотока на поверхности профиля.

Уменьшаются вторичные потери и потери, связанные свихреобразованием внутри межлопаточных каналов, ослабляются неравномерность потока инестационарные эффекты.Эффективность разработанных подходов подтверждена на действующих авиационных турбинахв двигателях: АЛ31Ф НПО «Сатурн»; РД-33ЛНПО «им. Климова» г. Санкт- Петербург;Д-90 ОАО «Авиадвигатель» г. Пермь; Д-18, Д-27ЗМКБ «Прогресс» г. Запорожье;и в стационарных турбинах для газоперекачивающих станций и производства электроэнергии:•ГТУ 12ПОАО «Авиадвигатель» г. Пермь; GT8C, GT11NM, GT11DM, GT8C2, GT13E2M, GT11N2М фирмы ALSTOM; SGT-800 (GTX100), SGT-700 (GT10C) фирмы SIEMENSЛичный вклад.•разработан и внедрен в практику исследований и проектирования лопаточных аппаратов метод,основанный на решении нестационарной системы уравнений Эйлера на основе численной схемыС.К.

Годунова 1 и 2 порядка точности.•Разработаны специфические экспериментальные подходы для изучения особенностей структурыпотока в трансзвуковых лопаточных аппаратах.•Разработан способ визуализации пристенных течений, позволяющий получать картину течениясоответствующую конкретному режиму обтекания.•Разработан и реализован на практике комплексный подход для изучения структурытрансзвуковых течений и определения потерь в турбинных решетках на основе использованияизмерений локальной структуры потока лазерным измерителем скорости и численнымисследованием особенностей вязкой структуры потока по уравнениям Навье–Стокса.•Разработан метод проектирования трансзвуковых лопаточных аппаратов, основанный накорреляции между распределением скорости потока и распределением кривизны профиля•Разработан метод расчетной оценки потерь в трансзвуковых турбинных решетках методомлокальной аппроксимации экспериментальных данных•Спроектирована и испытана полноразмерная высоконагруженная трансзвуковая ступень турбины5•Спроектирована и испытана полноразмерная двухступенчатая турбина с саблевиднымисопловыми аппаратами.Автор защищает:1.

Расчетно-экспериментальный подход к изучению трансзвуковых течений при наличии скачковуплотнения и отрывных зон в межлопаточных каналах охлаждаемых высоконагруженныхступеней газовых турбин.2. Новые экспериментальные подходы для изучения особенностей течений в плоских и секторныхтурбинных решетках, а также в полноразмерной ступени, позволяющие получать данные полокальной структуре потока, уровне турбулентных пульсаций, неравномерности параметровпотока и аэродинамическим потерям.3. Экспериментальные результаты по влиянию на структуру потока и потери в турбинных решеткахгеометрических параметров, режима работы, выпуска охлаждающего воздуха через щели ввыходных кромках и отверстия перфорации на профиле и полках, а также уровня интенсивноститурбулентности потока в различных частях межлопаточных каналов.4. Метод расчетной оценки потерь в турбинных решетках методом локальной аппроксимацииэкспериментальных данных.5.

Метод проектирования лопаточных аппаратов, основанный на корреляции между распределениемскорости потока и распределением кривизны профиля.6. Экспериментальныерезультаты,полученныеприисследованиивысоконагруженнойполноразмерной трансзвуковой турбинной ступени при выдуве охлаждающего воздуха всопловом аппарате и различной величине радиального зазора.7.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6381
Авторов
на СтудИзбе
308
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее