05.05.16 "Турбомашини та турбоустановки"

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/17135

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 8 з 8

Пространственная аэродинамическая оптимизация направляющей решетки осевой турбины
(НТУ "ХПИ", 2016) Баранник, Валентин Сергеевич
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.16 – турбомашины и турбоустановки. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2016. Диссертация посвящена разработке методики пространственной аэродинамической оптимизации направляющих решеток осевых турбин путем поиска оптимальных формы профилей и меридиональных обводов межлопаточных каналов. Использование данной методики позволяет при решении оптимизационной задачи учесть дополнительные резервы повышения эффективности. Поиск оптимального варианта осуществлялся с использованием теории планирования эксперимента и ЛПτ – последовательности. Для описания полимодальных целевых функций исходная формальная макромодель в виде полного квадратичного полинома была уточнена путем замены суперпозиции параболы на суперпозицию кубического интерполяционного сплайна. На основе разработанной методики проведена оптимизация направляющей решетки третьей степени мощной паровой турбины с постоянным по высоте профилем при построении его различными типами кривых. Анализ результатов оптимизации показал, что наибольшее снижение интегральных потерь составило 7% в относительных величинах. Снижение потерь было достигнуто, как в ядре потока, так и в области вторичных течений. Существенно влиять на структуру течения в турбинных решетках, а следовательно получать дополнительных выигрыш при постановке оптимизационной задачи позволяет меридиональное профилирование поверхностей межлопаточного канала. Оптимизация периферийного меридионального обвода с помощью разработанного метода позволила дополнительно снизить интегральные потери 1,4%. в относительных величинах. Построение формы меридионального обвода осуществляется с использованием кривых Безье 4-го порядка для решеток без раскрытия и 3-го порядка – для решеток с раскрытием. Использование лопатки переменного по высоте профиля при постановке оптимизационной задачи также позволяет снизить интегральные потери.
Просторова аеродинамічна оптимізація направляючої решітки осьової турбіни
(НТУ "ХПІ", 2016) Бараннік, Валентин Сергійович
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.16 – турбомашини та турбоустановки. – національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2016. Дисертація присвячена розробці методики просторової аеродинамічної оптимізації напрямних решіток осьових турбін шляхом пошуку оптимальних форми профілів та меридіональних обводів міжлопаткових каналів. Використання даної методики дозволяє при постановці оптимізаційної задачі врахувати додаткові резерви підвищення ефективності. При реалізації цієї методики було виконано проектування турбінних профілів з використанням різного роду кривих. Для кожного типу кривої визначені її параметри управління, що дозволяють в широких межах варіювати геометрію профілю. Достовірність отриманих результатів підтверджується проведеною верифікацією на направляючій та робочій решітці. На основі розробленої методики проведено оптимізацію направляючої решітки третього ступеня потужної парової турбіни з постійним по висоті профілем при побудові його різними типами кривих. Аналіз результатів оптимізації показав, що найбільше зниження інтегральних втрат склало 7% у відносних величинах. Подальша оптимізація периферійного меридіонального обводу за допомогою розробленого методу дозволила збільшити цю величину на 1,4%. Використання лопатки перемінного по висоті профілю при постановці оптимізаційної задачі також дозволяє знизити інтегральні втрати.
Комбинированный метод аэродинамической оптимизации ступени осевой турбины
(НТУ "ХПИ", 2016) Максюта, Дмитрий Игоревич
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.16 – турбомашины и турбоустановки. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2016. Диссертация посвящена разработке комбинированного метода аэродинамической оптимизации ступени осевой турбины, который основываясь на поочередном решении одномерной и трехмерной задач, позволяет значительно повысить эффективность всей ступени при этом учитывая как характер течения рабочего тела в решетках, так и влияние на него протечек. На основании современной тенденций к использованию методов вычислительной аэродинамики (CFD) при оптимизации проточных частей осевых турбин и при этом задействуя как можно большее количество управляющих параметров в оптимизационном процессе, предложен комбинированный метод оптимизации. Предложенный метод использует одномерную и трехмерную оптимизацию, что позволяет существенно повышать аэродинамическую эффективность ступеней, при этом значительно экономя время, необходимое для проведения расчетов. С помощью предложенного метода оптимизации и методики расчета протечек в осерадиальном уплотнении выполнена оптимизация 3-й ступени ЦВД турбины К-540-23,5. Результаты проведенных расчетов показали, что повышение эффективности ступени на этапе одномерной оптимизации происходит за счет выбора на среднем радиусе оптимальных α1, β2, значений степени реактивности ρ и относительного шага решетки t/b. Повышение эффективности ступени на этапе трехмерной оптимизации происходит за счет: выбора оптимального значения входного геометрического угла β1г рабочего профиля, обеспечившего улучшение обтекания профиля; устранения локальных диффузорных участков в межлопаточном канале; нахождения оптимальных законов закрутки, обеспечивающих равномерное натекание потока по всей высоте рабочих лопаток. Суммарно абсолютный КПД новой ступени увеличился более чем на 1 %.
Комбінований метод аеродинамічної оптимізації ступеня осьової турбіни
(НТУ "ХПІ", 2016) Максюта, Дмитро Ігорович
Дисертація присвячена розробці комбінованого методу аеродінамічної оптимізації ступеня осьової турбіни, який ґрунтуючись на почерговому вирішенні одновимірної та тривимірної задач, дозволяє значно підвищити ефективність всього ступеня враховуючи як характер течії робочого тіла в решітках, так і вплив на неї витоки. На підставі сучасної тенденцій до використання методів чисельної аеродинаміки (CFD) при оптимізації проточних частин осьових турбін і при цьому задіяючи якомога більшу кількість управляючих параметрів в оптимізаційному процесі, запропонований комбінований метод оптимізації. Запропонований метод використовує одновимірну та тривимірну оптимізації, що дозволяє істотно підвищувати аеродинамічну ефективність ступенів, при цьому значно заощаджуючи час, необхідний для проведення розрахунків. При розробці методу оптимізації достовірність застосування методів CFD підтверджена шляхом триетапного порівняння результатів розрахунків з результатами експериментальних досліджень. Для отримання більш точних даних кількості витоки робочого тіла в радіальний зазор при проведенні етапу одновимірної оптимізації, розроблена методика для визначення коефіцієнта витрати вісерадіального ущільнення в залежності від його геометричних і режимних характеристик, а також з урахуванням зсуву ротора відносно статора від теплового розширення. Дана методика розроблялася шляхом проведення серії CFD розрахунків. Додатково проведено CFD дослідження для порівняння вісерадіальних ущільнень з прямоточними та виявлення нових ефективних конструкцій ущільнень, яке показало, що шляхом створення штучної шорсткості на валу прямоточного ущільнення можна зменшити витрату через нього на 45 % в порівнянні з вісерадіальними ущільненнями. За допомогою запропонованого методу оптимізації та методики розрахунку витоки в вісерадіальному ущільненні виконана оптимізація 3-го ступеня ЦВТ турбіни К-540-23,5. Результати проведених розрахунків показали, що абсолютний ККД нового ступеня збільшився більш ніж на 1 %.
Объектно-ориентированная комплексная оптимизация проточной части мощной паровой турбины
(НТУ "ХПИ", 2015) Авдеева, Елена Петровна
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.16 – турбомашины и турбоустановки. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2015. Диссертация посвящена разработке методологии объектно-ориентированной комплексной оптимизации проточной части мощных паровых турбин, которая основана на совместном расчете термогазодинамических процессов в элементах проточной части паровой турбины. На основании современной тенденции постоянного роста спроса общества на электроэнергию становится актуальным проектирование новых и модернизация существующих паровых турбин. Разработана методология объектно-ориентированной комплексной оптимизации проточной части мощных паровых турбин. При реализации этой методологии была усовершенствована математическая модель термогазодинамических процессов моделирования совместной работы системы соплового парораспределения, уравнительной камеры и многоцилиндровой проточной части турбоагрегата, разработаны методики определения: потерь давления в камере за регулирующей степенью с учетом режимных и конструктивных параметров; коэффициента потерь и угла выхода потока рабочего тела с решетки от величины подрезки выходной кромки, а также оценено влияние изменения межвенцового зазора и схемы подачи рабочего тела к сегментам направляющего аппарата на эффективность регулирующей ступени и включено в единое интегрированное информационное пространство САПР "Турбоагрегат". С помощью предложенной методологии выполнена оптимизация проточной части турбины К-310-240 с помощью двух подходов. Первый подход – оптимизация турбины с раздельным определением оптимальных геометрических параметров её объектов, а второй подход – комплексная оптимизация всей турбины. Результаты проведенных расчетов, показали эффективность второго подхода при оптимизации проточной части мощной паровой турбины по сравнению с первым. Использование предложенной методологии позволило увеличить мощность турбины К-310-240 на 6,179 МВт, а абсолютный КПД цикла – на 0,83%.
Об'єктно-орієнтована комплексна оптимізація проточної частини потужних парових турбін
(НТУ "ХПІ", 2015) Авдєєва, Олена Петрівна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.16 – турбомашини та турбоустановки. – Національний тех-нічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2015. Дисертація присвячена розробці методології об'єктно-орієнтованої комплексної оптимізації проточної частини потужних парових турбін, яка основана на спільному розрахунку термогазодинамічних процесів в елементах проточної частини парової турбіни. У зв'язку з постійним зростанням попиту суспільства на електроенергію стає актуальним проектування нових та модернізація існуючих парових турбін. Для підвищення їх ефективності розроблена методологія об'єктно-орієнтованої комплексної оптимізації проточної частини потужних парових турбін. При реалізації цієї методології було вдосконалено математичну модель термогазодинамічних процесів моделювання спільної роботи системи соплового паророзподілу, вирівнюючої камери та багатоциліндрової проточної частини турбоагрегату, розроблені методики визначення: втрат тиску в камері за регулюючим ступенем з урахуванням режимних і конструктивних параметрів; коефіцієнта втрат і кута виходу потоку робочого тіла з решітки від величини підрізки вихідної кромки, а також оцінено вплив зміни міжвінцевого зазору і схеми подачі робочого тіла до сегментів направляючого апарату на ефективність регулюючого ступеня та включено до єдиного інтегрованого інформаційного простору САПР "Турбоагрегат". За допомогою запропонованої методології виконана оптимізація турбіни К-310-240, її потужність збільшена на 6,18 МВт, а абсолютний ККД циклу – на 0,83%.
Обратная аэродинамическая задача для оптимального проектирования кольцевых диффузорных каналов турбомашин
(НТУ "ХПИ", 2015) Темченко, Сергей Александрович
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.16 – турбомашины и турбоустановки. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2015. Диссертация посвящена разработке метода решения прямой и обратной задач для кольцевых диффузорных каналов при условии осевой симметрии течения. Метод предназначен для использования при оптимальном проектировании переходных и выходных диффузорных каналов турбомашин. В разработанном методе прямая и обратная задачи разделены на задаваемое число отдельных подзадач, независимых друг от друга, которые можно решать в любой последовательности или одновременно, что обеспечивает возможность контроля формы любого участка проектируемого канала и позволяет значительно сократить время проектирования. Отдельные подзадачи решаются методами нелинейного программирования, что не требует хранения существенных объемов информации. Разработаны методика оптимального проектирования кольцевых диффузоров на основе обратной задачи и комплекс компьютерных программ для решения прямой и обратной аэродинамических задач и задач оптимизации. С помощью решения прямых задач определены распределения параметров потока по радиусу в межвенцовых и межступенчатых зазорах осевой турбины, что открывает перспективы оптимального проектирования многоступенчатых отсеков турбин по зазорам совместно с переходными или выходными кольцевыми диффузорными устройствами. Используя методику оптимального проектирования кольцевых диффузоров, спроектирован высокоэффективный безотрывной диффузор при заданных степени расширения, осевом и радиальном габаритах. Диффузор мало чувствительный к изменению режимных параметров в диапазонах, характерных для выходных диффузоров компрессоров и энергетических газовых турбин, имеет низкий уровень коэффициента полных потерь и осевой габарит, который меньше на 20% предельного осевого габарита предотрывного диффузора с прямолинейными обводами и такой же степенью расширения.
Обернена аеродинамічна задача для оптимального проектування кільцевих дифузорних каналів турбомашин
(НТУ "ХПІ", 2015) Темченко, Сергій Олександрович
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.16 – турбомашини та турбоустановки. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2015. Дисертація присвячена розробці перспективного методу розв'язання прямої та оберненої аеродинамічних задач для кільцевих перехідних та вихідних каналів турбомашин, який враховує особливості організації обчислювальних процесів при оптимальному проектуванні таких каналів. Пряму та обернену задачі розділено на окремі підзадачі, незалежні одна від одної, які можна розв'язувати в будь-який послідовності або одночасно. Це забезпечує можливість контролю форми будь-якої ділянки каналу, що проектується, і дозволяє значно скоротити час проектування. Окремі підзадачі розв'язуються методами нелінійного програмування, що не вимагає збереження істотних обсягів інформації. На основі оберненої задачі розроблено методику оптимального проектування дифузорів. Спроектовано дифузор з криволінійними обводами із заданими ступенем розширення, осьовим та радіальним габаритами. Він має безвідривний характер течії, низький рівень втрат та малу чутливість до зміни режимних параметрів у діапазонах, характерних для вихідних дифузорів компресорів і енергетичних газових турбін, а його осьовий габарит на 20% менший величини граничного осьового габариту передвідривного дифузора з прямолінійними обводами та таким же ступенем розширення.