Динамика потока в радиально-кольцевой полости турбомашин
- Авторы: Кишкин А.А.1, Шевченко Ю.Н.1
-
Учреждения:
- Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева
- Выпуск: Том 21, № 3 (2020)
- Страницы: 377-381
- Раздел: Раздел 2. Авиационная и ракетно-космическая техника
- URL: https://journals.eco-vector.com/2712-8970/article/view/562955
- DOI: https://doi.org/10.31772/2587-6066-2020-21-3-377-381
- ID: 562955
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В работе рассмотрена задача моделирования вращательного течения в радиально-кольцевой полости турбомашин с неподвижными стенками. Данный расчетный случай соответствует граничным условиям подводящего канала для радиальной центростремительной турбины. В представленной модели поток условно разделен на радиальное и окружное движение. Радиальная составляющая скорости определяется массовым расходом из уравнения неразрывности, окружная составляющая формируется тангенциальным канальным подводом. Основным уравнением при интегрировании является уравнение изменения количества движения для потока в форме уравнения Эйлера. В случае окружной составляющей скорости используется закон изменения момента количества движения при допущении потенциальности потока и постоянства момента количества движения в пределах шага интегрирования. В результате преобразований уравнений количества движения получены дифференциальные уравнения для радиальной и окружной составляющих скорости, а также для статического давления, представляющие определенную систему трех уравнений с тремя неизвестными. Система уравнений позволяет вести интегрирование при известных граничных условиях на входе, в результате интегрирования возможно получить поле распределений скоростей и давлений по радиусу радиально-кольцевой полости. Результаты исследования могут быть использованы при моделировании окружных и радиальных усилий на ротор (рабочее колесо) турбомашин.
Об авторах
Александр Анатольевич Кишкин
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева
Автор, ответственный за переписку.
Email: spsp99@mail.ru
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой холодильной, криогенной техники и кондиционирования; Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева
Россия, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31Юлия Николаевна Шевченко
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева
Email: gift_23j@mail.ru
заведующий лабораториями кафедры холодильной, криогенной техники и кондиционирования; Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева
Россия, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31Список литературы
- Experimental investigation of boundary layer relaminarization in accelerated flow / Bader P., Pschernig M., Sanz W. et al. // Journal of Fluids Engineering, Transactions of the ASME. 2018. Vol. 140, Issue 8. P. 081201.
- Ju G., Li J., Li K. A novel variational method for 3D viscous flow in flow channel of turbomachines based on differential geometry // Applicable Analysis. 2020. Vol. 99, Iss. 13. P. 2322–2338.
- Takizawa K., Tezduyar T. E., Hattori H. Computational analysis of flow-driven string dynamics in turbomachinery // Computers and Fluids. 2017. Vol. 142. P. 109–117.
- Fast design procedure for turboexpanders in pressure energy recovery applications / Morgese G., Fornarelli F., Oresta P. et al. // Energies. 2020. Vol. 13, Iss. 14. P. 3669.
- Agromayor R., Müller B., Nord L.O. One-dimensional annular diffuser model for preliminary turbomachinery design // International Journal of Turbomachinery, Propulsion and Power. 2019. Vol. 4, Iss. 3. doi: 10.3390/ijtpp4030031.
- Gregory-Smith D. G., Crossland S. C. Prediction of turbomachinery flow physics from CFD: review of recent computations of APPACET test cases // Task quarterly. 2001. No. 5 (4). P. 407–432.
- Поташев А. В., Поташева Е. В. Проектирование рабочих колес турбомашин на основе решения обратных краевых задач // Ученые записки Казанского ун-та. Серия: Физ.-мат. науки. 2015. № 157 (1). С. 128–140.
- Chang H., Zhu F., Jin D., Gui X. Effect of blade sweep on inlet flow in axial compressor cascades // Chinese Journal of Aeronautics. 2015. Vol. 28, No. 1. P. 103–111.
- Xu H., Chang H., Jin D., Gui X. Blade bowing effects on radial equilibrium of inlet flow in axial compressor cascades // Chinese Journal of Aeronautics. 2017. No. 30(5). P. 1651–1659.
- Кудрявцев И. А., Ласкин А. С. Аэродинамическое совершенствование входных устройств цилиндров высокого давления мощных паровых турбин на основе численного моделирования // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. 2016. № 1 (238), С. 7–18.
- Кривошеев И. А., Осипов Е. В. Использование экспериментальных методов совершенствования характеристик газового тракта турбин ГТД // Вестник Уфимского гос. авиационного техн. ун-та. 2010. № 14 (3 (38)). С. 3–15.
- Жуйков Д. А., Кишкин А. А., Зуев А. А. Расчет осевой силы при течении в торцевых щелях турбомашин // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Техн. науки. 2013. № 1 (170). С. 24–27.
- Смирнов П. Н., Кишкин А. А., Жуйков Д. А. Расчетное моделирование течения в полости дискового насоса // Вестник СибГАУ. 2011. № 4 (37). С. 196–201.
- Дисковое трение при определении баланса мощностей турбонасосных агрегатов жидкостных ракетных двигателей / А. А. Зуев, В. П. Назаров, А. А. Арнгольд и др. // Вестник Пермского нац. исследовательского политехн. ун-та. Аэрокосмическая техника. 2019. № 57. С. 17–31.
- Момент сопротивления диска, вращающегося в потоке, закрученном по закону твердого тела / П. Н. Смирнов, А. А. Кишкин, Д. А. Жуйков и др. // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Техн. науки. 2012. № 2. С. 36–41.
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)