Bondarenko, Herman Andriiovych

Бондаренко, Герман Андреевич

Бондаренко, Герман Андрійович

Негрейко, В.А.

Electronic Sumy State University Institutional Repository

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ В БОКОВОМ ЗАЗОРЕ МЕЖДУ КОЛЕСОМ И КОРПУСОМ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ КОМПРЕССОРНОЙ СТУПЕНИ  Бондаренко Г.А., профессор; Негрейко В.А., студент  Дальнейшее совершенствование проточных частей центробежных компрессоров возможно путѐм совершенствования микрогеометрии – боковых осевых зазоров между дисками рабочего колеса и корпусом, формы входных участков рабочего колеса и диффузора, взаимного расположения рабочего колеса относительно диффузора, уменьшение вредного влияния внутренних перетеканий. Перечисленные элементы в силу малых размеров и сложности течения в них экспериментально и теоретически изучены недостаточно. С появлением современных расчѐтных программных комплексов становится возможным детальное изучение течение газов в этих элементах с целью дальнейшей оптимизации их геометрии. Данное исследование является первым этапом работ в этом направлении с применением пакета FlowVision. Рассматривается задача о течении вязкой сжимаемой жидкости в зазоре между входом в безлопаточный диффузор и входом в рабочее колесо. Исследование проведено применительно к малорасходной ступени центробежного компрессора 2 2/ 0,0126b D  , для которой имеются достаточно подробные экспериментальные данные. Учитывая сложность конфигурации и различие физических процессов, область течения была разбита на подобласти: «Вход», «Ротор», «Диффузор», «Зазор», «Лабиринтное уплотнение». Использовалась стандартная k, ε модель турбулентности. Поскольку течение осесимметричное, то расчѐтную область также рассматривали в секторе (1/6 и 1/9 часть). Шаг интегрирования 1/n, где n – частота вращения ротора, об/мин. Число КФЛ принимаем равным 10. Расчѐтная сетка 25х25х25 прямолинейная, с местной адаптацией по граничным условиям. Также были применены другие значение расчѐтной сетки.  В рассматриваемых подобластях были получены поля давлений, скоростей и векторов скоростей при изменении величины бокового зазора, расхода протечки и формы геометрии входного участка колеса, а также газодинамические характеристики ступени, которые удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными. Получена данные о структуре потока в  исследуемой области. Выполнена оптимизация формы входного участка колеса.  Основным выводом работы является возможность использования программного комплекса FlowVision для исследования течения в узких зазорах проточной части центробежных компрессоров.  

Численное моделирование течения в боковом зазоре между колесом и корпусом центробежной компрессорной ступени

SocioEconomic Challenges Journal (Sumy State University)

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ В БОКОВОМ ЗАЗОРЕ МЕЖДУ КОЛЕСОМ И 
КОРПУСОМ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ КОМПРЕССОРНОЙ СТУПЕНИ 
 
Бондаренко Г.А., профессор; Негрейко В.А., студент 
 
Дальнейшее совершенствование проточных частей центробежных компрессоров возможно путѐм 
совершенствования микрогеометрии – боковых осевых зазоров между дисками рабочего колеса и корпусом, 
формы входных участков рабочего колеса и диффузора, взаимного расположения рабочего колеса 
относительно диффузора, уменьшение вредного влияния внутренних перетеканий. Перечисленные элементы в 
силу малых размеров и сложности течения в них экспериментально и теоретически изучены недостаточно. С 
появлением современных расчѐтных программных комплексов становится возможным детальное изучение 
течение газов в этих элементах с целью дальнейшей оптимизации их геометрии. Данное исследование является 
первым этапом работ в этом направлении с применением пакета FlowVision. 
Рассматривается задача о течении вязкой сжимаемой жидкости в зазоре между входом в безлопаточный 
диффузор и входом в рабочее колесо. Исследование проведено применительно к малорасходной ступени 
центробежного компрессора 2 2/ 0,0126b D  , для которой имеются достаточно подробные экспериментальные 
данные. 
Учитывая сложность конфигурации и различие физических процессов, область течения была разбита на 
подобласти: «Вход», «Ротор», «Диффузор», «Зазор», «Лабиринтное уплотнение». 
Использовалась стандартная k, ε модель турбулентности. Поскольку течение осесимметричное, то 
расчѐтную область также рассматривали в секторе (1/6 и 1/9 часть). Шаг интегрирования 1/n, где n – частота 
вращения ротора, об/мин. Число КФЛ принимаем равным 10. Расчѐтная сетка 25х25х25 прямолинейная, с 
местной адаптацией по граничным условиям. Также были применены другие значение расчѐтной сетки.  
В рассматриваемых подобластях были получены поля давлений, скоростей и векторов скоростей при 
изменении величины бокового зазора, расхода протечки и формы геометрии входного участка колеса, а также 
газодинамические характеристики ступени, которые удовлетворительно согласуются с экспериментальными 
данными. Получена данные о структуре потока в  исследуемой области. Выполнена оптимизация формы 
входного участка колеса.  
Основным выводом работы является возможность использования программного комплекса FlowVision 
для исследования течения в узких зазорах проточной части центробежных компрессоров. 
 


Russian

https://essuir.sumdu.edu.ua/bitstream/123456789/7543/1/Bondarenko.pdf

Численное моделирование течения в боковом зазоре между колесом и корпусом центробежной компрессорной ступени

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic Sumy State University Institutional Repository

SocioEconomic Challenges Journal (Sumy State University)