05.05.16 "Турбомашини та турбоустановки"
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/17135
Переглянути
2 результатів
Результати пошуку
Документ Розвиток методів розрахунку охолодження обертових елементів газових турбін(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2018) Михайлова, Ірина ОлександрівнаДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.05.16 "Турбомашини та турбоустановки", (технічні науки). – Національний технічний університету "Харківський політехнічний інститут", Міністерство освіти і науки України, Харків, 2018. Дисертацію присвячено вирішенню важливої науково-технічної задачі вдосконалення систем охолодження газових турбін шляхом подальшого розвитку методів гідравлічного і теплового розрахунку каналів системи охолодження газових турбін. Вивченню структури і властивості потоку в цих елементах, отриманню залежностей, описуючих цей потік. Виконано аналіз науково-технічної літератури, присвяченій проектуванню систем охолодження ГТД, в якому розглянуто міжнародний досвід експериментальних досліджень і обчислювальних експериментів, що до дослідження теплообміну і гідродинаміки течії в обертових елементах. В результаті аналізу літератури показано що, основним напрямом розвитку ефективних і надійних систем охолодження ГТД є підвищення точності розрахунку витратних і гідравлічних характеристик елементів системи охолодження. Показано, що на моделювання процесів впливає геометрія каналу, направлення течії (відцентрове, доцентрове), наявність супутних потоків, параметри і властивості (повітря, масло-повітря) охолоджуючого середовища. Тому від точності, з якою буде змодельований окремий елемент, залежить надійність моделювання всієї системи охолодження. Проведено адаптацію математичних моделей елементів гідравлічних мереж для розрахунку систем охолодження газових турбін, таких як: апарат закручування потоку (АЗ), теплообмінник, канали, що переміщуються. Наведено опис, теоретичні основи моделювання цих елементів гідравлічної схеми, проведені чисельні дослідження по впливу апарата закручування і теплообмінника на ефективність охолодження, складені відповідні моделі систем охолодження. Встановлено, що ефективність охолодження при застосуванні АЗ збільшується на 15%. Запропоновано підхід включення в загальну гідравлічну схему теплообмінника, при загальному наборі початкових даних, які відображають роботу теплообмінника в змінному режимі. Проведено дослідження впливу відцентрового ефекту на можливість подачі повітря в порожнини ротора турбіни. Розглянуті приклади течії повітря в порожнинах, утворених двома паралельними дисками з осьовою або радіальною подачею повітря на периферійному радіусі. Проведений CFD аналіз показав, що в залежності від напрямку подачі повітря істотно змінюється характер течії в порожнині. При радіальній подачі повітря в напрямку осі обертання має місце безвихровий характер течії, при осьовій - з'являється вихор. Проте, відмінність в характері течії майже не позначається на величині протитиску, який перешкоджає переміщенню повітря. Визначено діапазон достовірності результатів методу розрахунку насосного ефекту в придискових порожнинах роторів газових турбін, а саме: відношення ширини порожнини до зовнішнього радіуса диска не перевищує величину 0,17, що дозволяє обґрунтовано використовувати цей метод для розрахунків систем охолодження. Розроблено узагальнений підхід до методу розрахунку коефіцієнтів витрати і гідравлічного опору елементів систем охолодження газових турбін таких, як отвори, потовщені діафрагми, лабіринтові ущільнення, які регламентують витрату охолоджуючого повітря і відповідають за надійність і економічність системи охолодження. Так як розрахунок гідравлічної схеми застосовує коефіцієнти гідравлічного опору кожної ділянки схеми, а експериментальні дані часто представленні коефіцієнтами витрати, тому встановлено зв'язок між ними за допомогою припущень, які враховують різницю між стисливим і нестисливим середовищами. На основі проведених досліджень, обґрунтовано поправку на стисливість до коефіцієнту гідравлічного опору подовжених діафрагм, отворів, лабіринтових ущільнень, яка уточнює коефіцієнт гідравлічного опору до 25%. Розроблено математичну модель розрахунку підшипника, описані підходи до визначення концентрації і термодинамічних характеристик двофазного гомогенного середовища, що дозволило включити підшипник як в гідравлічну, так і теплову моделі систем охолодження газових турбін. Розроблено метод розрахунку гідравлічної мережі для маслоповітряної суміші, який істотно розширив можливості моделювання процесів охолодження роторів і підшипників газових турбін і маслозабезпечення підшипників, що дозволило провести спільний розрахунок системи охолодження ротора турбіни і підшипників. Проведено дослідження системи охолодження ротора високотемпературної газової турбіни за допомогою розроблених методів розрахунку. Встановлено, що методи розрахунку відповідають робочим даним газотурбінного двигуна Д 36.Документ Розвиток методів розрахунку охолодження обертових елементів газових турбін(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2018) Михайлова, Ірина ОлександрівнаДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.16 – турбомашини та турбоустановки, (технічні науки). – Національний технічний університету "Харківський політехнічний інститут", Міністерство освіти і науки України, Харків, 2018. Розроблено методи розрахунку повітряного охолодження і систем маслозабезпечення, які дозволяють отримати якісно нові результати, що сприяють підвищенню надійності проектування системи охолодження ГТУ. Удосконалено метод розрахунку повітряного охолодження за рахунок введення нових елементів таких, як апарат закручування, теплообмінник які розширюють можливості проектування системи охолодження ГТУ і ГТД. Набув подальший розвиток метод розрахунку гідравлічних мереж систем охолодження газових турбін з урахуванням закручування потоку в міждискових порожнинах. Обґрунтовано надійне застосування методу розрахунку насосного ефекту в придискових порожнинах роторів в діапазоні відношення ширини до зовнішнього радіусу диска s/r₂ = 0,17. Розвинений метод розрахунку гідравлічного опору подовжених діафрагм, отворів, лабіринтових ущільнень з урахуванням стисливості середовища Обґрунтовано поправку на стисливість до коефіцієнту гідравлічного опору, що уточнює коефіцієнт гідравлічного опору до 25%. Розроблена сумісна математична модель і метод розрахунку гідравлічного опору двофазного гомогенного середовища, що дозволяє моделювати процеси охолодження і маслозабезпечення в межах загального методу гідравлічного розрахунку системи охолодження, і проводити спільний розрахунок системи охолодження ротора турбіни і підшипників.