Диссертация (781919), страница 26

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 26)

Особое место в развитии указанной концепции занимают аддитивные технологии производства, позволяющие осуществить изготовление детали посредством ее послойного выращивания на основании электронной модели. Именно благодаря применению аддитивных технологий появилась возможность быстрого создания157прототипов – демонстраторов, обеспечивающих проверку функциональных характеристик разрабатываемых деталей и узлов новых наукоемких изделий.3.2 Испытательный комплекс для экспериментальной отработки новых технических решенийДляэкспериментальнойпроверкиэффективностиразработанныхновыхнаучно-технических решений создан специализированный экспериментальный комплекс, позволяющийпроводить исследования модельных образцов деталей и узлов нового энергетического оборудования (рисунок 3.3). Комплекс состоит из стендов для аэродинамических испытаний плоских икольцевых решеток турбомашин, моделей стопорных и регулирующих клапанов и выхлопныхпатрубков 15, установки для исследования структуры течения в моделях топочных камер котельных агрегатов 12, а также экспериментальных стендов для исследования процессов теплообмена в охлаждаемых теплонапряженных деталях высокотемпературных турбин 11 и 16.Рабочим телом при проведении аэродинамических и тепловых испытаний является воздух.В качестве нагнетающего устройства использована роторная воздуходувка 1, обеспечивающаяизбыточное давление 0,8 бар при расходе до 9000 м3/час, или компрессор 2, давление в напорной линии которого может составлять до 7 бар, а расход – до 1000 м3/час.

Экспериментальныйкомплекс предусматривает плавное регулирование расхода воздуха, которое осуществляетсяпри помощи преобразователей частоты, установленных на обоих нагнетателях в диапазоне расходов от 30 до 100 % от максимального. Снижение расхода ниже 30 % осуществляется путемсброса рабочего тела в атмосферу через байпасный трубопровод путем открытия регулирующего клапана. Давление на входе в экспериментальные модели регулируется задвижками 4. Дляизмерения расхода воздуха после каждого нагнетателя на подводящей линии установлены расходомеры 3.Воздух от роторной воздуходувки 2 подается в успокоительный ресивер 5 аэродинамического стенда 15 и в успокоительный ресивер 6 тепловизионного стенда 16.

Внутри каждого ресивера установлена перфорированная сетка, служащая для выравнивания параметров потока.Также воздух от воздуходувки подается к экспериментальному стенду для исследования процессов теплообмена в жидкометаллическом термостате 11. Для расширения диапазона режимовисследования экспериментальных моделей стенды 11, 15, 16 испытательного комплекса предусматривают подачу сжатого воздуха от компрессора 1, от которого также организован подводвоздуха через байпасный трубопровод на вдув в пристеночную область аэродинамических моделей 7.1581 – компрессор; 2 – воздуходувка 3 – расходомер; 4 – задвижка; 5 – горизонтальный бакресивер; 6 – вертикальный бак-ресивер; 7 – аэродинамическая модель; 8 – теплонапряженнаядеталь; 9 – нагреватель; 10 – шумоглушитель; 11 – стенд для исследования теплообмена в жидкокристаллическом термостате; 12 – стенд для исследования структуры течения в моделях топочных камер котельных агрегатов; 13 – вентилятор; 14 – модель топочной камеры; 15 – аэродинамический стенд; 16 – тепловизионный стендРисунок 3.3 – Принципиальная схема экспериментального комплекса1) Экспериментальный стенд для исследования плоских моделей турбинных решеток состоит из успокоительного ресивера и собственно экспериментальной модели решетки (рисунок3.4).

Экспериментальный стенд позволяет определять характеристики новых сопловых решетоктурбомашин.159Рисунок 3.4 – Экспериментальный стенд для исследования плоских моделей турбинных решетокРабочий участок стенда устанавливается на вертикальный бак-ресивер 1 и предусматриваетотсек для крепления плоских моделей решеток размером 250×60 мм. Плавный подвод воздуха кэкспериментальной модели решетки 8 реализован путем установки на входе в модель конфузора 6, закрепленного при помощи фланцев 5.Измерение полного давления за решеткой выполняется посредством зонда 15, закрепленного в координатном устройстве, состоящем из держателя 14, обеспечивающего перемещениезонда по высоте решетки с шагом 0,1 мм, корпуса 12, позволяющего осуществлять поворотдержателя вокруг оси 13.

Корпус 12 имеет возможность перемещения по направляющим 10, закрепленным в стойках 9 путем вращения ходового винта 11, что дает возможность производитьизмерения полного давления вдоль всего фронта решетки с шагом 0,5 мм.На разработанном стенде проводились исследования сопловых решеток с оребренными инеоребренными торцевыми поверхностями, направленные на определение влияния ребер, ихформы, размеров и пространственного расположения на потери в решетке. Эскиз одной из моделей сопловой решетки с оребренными торцевыми поверхностями и ее фотография представлены на рисунке 3.5.160Рисунок 3.5 – Плоская модель сопловой турбинной решетки2) Экспериментальный стенд для исследования моделей кольцевых решеток турбомашинсостоит из горизонтального бака ресивера 1, подводящего устройства 2 и экспериментальноймодели кольцевой сопловой решетки 3, координатного устройства 4 (рисунок 3.6).

Разработанный стенд позволяет проводить исследования структуры потока на выходе из решеток, определение коэффициентов потерь энергии в каналах решеток, а также проводить исследования влияния методов предотвращения отрыва потока от меридионального обвода решеток с большимуглом раскрытия. На экспериментальном стенде проводилось исследование влияния установкипериферийного дефлектора и отсоса пограничного слоя на предотвращение отрыва потока вмодели кольцевой сопловой решетки с углом раскрытия, равным 45º.а) сопловая решетка с цилиндрическим меридиональным обводомб) сопловая решетка с меридиональнымобводом с углом раскрытия 45ºРисунок 3.6 – Рабочий участок стенда для исследования кольцевых решеток турбомашин3) Экспериментальный стенд для модельных исследований стопорных и регулирующихклапанов паровых турбин позволяет проводить исследования по определению гидравлическихпотерь в клапанах паровых турбин, а также их расходных, силовых и вибрационных характери-161стик.

Устройство экспериментального стенда представлено на рисунке 3.7. По подводящемутрубопроводу ресивера 3 сжатый воздух подается в ресивер 1, опирающийся на ножки 2, послечего воздух по подающему трубопроводу 4 подводится к модели блока исследуемого стопорного или регулирующего клапана паровой турбины.Рисунок 3.7 – Устройство экспериментального стенда для исследования характеристик стопорно-регулирующего клапанаНаразработанномстендепроводилисьисследованиямоделиблокастопорно-регулирующего клапана (СРК) для паровой турбины на ультрасверхкритические параметры пара, конструкция которого представлена на рисунке 3.8. Сжатый воздух подводится внутрь корпуса по одному из его боковых патрубков. Присоединительные размеры патрубков одинаковы,соответственно, модель блока клапанов может быть установлена двумя способами: первым походу воздуха может быть как стопорный, так и регулирующий клапан.4) Экспериментальный стенд для исследования выхлопных патрубков состоит из вертикального ресивера, на фланце которого устанавливается модель выхлопного патрубка.

Стендпозволяет проводить испытания для получения коэффициентов полных потерь энергии в моделях выхлопных патрубков, для определения структуры течения на выходе из патрубка, а такжедля определения усилий, действующих на заднюю стенку патрубка.На экспериментальном стенде проводились исследования выхлопной системы двухъярусного ЦНД. Конструкция рабочего участка стенда и модели патрубка нижнего яруса представлена на рисунке 3.9.162Рисунок 3.8 – Конструкция экспериментальной модели блока стопорно-регулирующего клапанапаровой турбины1 – подводящий конус; 2 – камера для организации вдува высокоскоростной струи в пристеночную область диффузора; 3 – противовихревая решетка; 4 – диффузор; 5 – подвижная задняястенка; 6 – корпус патрубка; 7 – обтекатель; 8 – подающий трубопроводРисунок 3.9 – Экспериментальная модель выхлопного патрубка паровой турбиныМодель разработанного патрубка является универсальной для исследований серии выхлопных патрубков для различных турбомашин: существует возможность изменения осевой длиныпатрубка посредством смещения задней стенки 5, установки различных вариантов обводовдиффузоров 4 (или бездиффузорных вариантов).

Характеристики

Список файлов диссертации