Коленько Григорий Сергеевич Совершенствование осевых турбинных ступеней на основе численного моделирования нестационарного аэродинамического взаимодействия лопаточных венцов

Короткий опис

Коленько Григорий Сергеевич Совершенствование осевых турбинных ступеней на основе численного моделирования нестационарного аэродинамического взаимодействия лопаточных венцов
ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
кандидат наук Коленько Григорий Сергеевич
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы

Цель и задачи работы

Предмет исследования

Научная новизна

Практическая значимость работы

Метод исследования

Положения, выносимые на защиту

Объем и структура работы

Публикации и апробация работы

ГЛАВА 1. НЕСТАЦИОНАРНЫЙ ПОТОК В ОСЕВЫХ ТУРБОМАШИ-НАХ

1.1. Физическая картина нестационарных взаимодействий лопаточных венцов в турбомашине

1.2. Неравномерность поля статических давлений перед и за решетками

1.3. Неравномерность скорости потока за решеткой

1.4. Неравномерность потока по высоте проточной части

1.5. Осреднение параметров неравномерного потока

1.6. Влияние межвенцового осевого зазора на уровень ПАС РЛ

1.7. Влияние отношения шагов рабочих и направляющих лопаток ^ / ^ на размахи ПАС РЛ и КПД ступени

1.8. Влияние закрученности и относительной высоты лопаток на расфази-ровку ПАС РЛ

1.9. Влияние окружного сдвига несмежных статорных лопаточных венцов с одинаковым числом лопаток на уровень ПАС РЛ и КПД

Выводы по главе

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ЧИСЛЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ НЕСТАЦИОНАРНОГО ПОТОКА В ОСЕВОЙ ТУРБИННОЙ СТУПЕНИ

2.1. Уравнения Навье-Стокса

2.2. Осреднение уравнений Навье-Стокса по Рейнольдсу

2.3. Выбор модели турбулентности

2.4. Универсальный пристеночный закон

2.5. Выбор опций численного моделирования течения в проточной части турбомашины

2.6. Тестирование применения пакета ANSYS CFX для численного моделирования течения в модельной турбинной ступени СПбПУ-осевая-1

2.6.1. Описание модели турбинной ступени

2.6.2. Построение расчетной сетки

2.6.3. Проведение тестовых расчетов стационарного и нестационарного течения

2.6.4. Энергетические характеристики и ПАС РЛ ступени СПбПУ-1 .„

Выводы по главе

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ЗАКРУЧЕННОСТИ ЛОПАТОК И ИХ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЫСОТЫ НА СТРУКТУРУ ПОТОКА, РАЗМАХИ И ФАЗЫ ПАС РЛ В СТУПЕНИ V84

3.1. Описание модельной и натурной турбинной ступени V84

3.2. Проведение численного моделирования стационарного (Steady State) и нестационарного (Transient Blade Row) течения в модельной и натурной ступени V84

3.3. Структура потока и переменные аэродинамические силы, действующие на РЛ в модельной ступени V84

3.4. Структура потока и переменные аэродинамические силы, действующие на РЛ в натурной ступени V84

Выводы по главе

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ОТНОШЕНИЯ ШАГОВ РАБОЧИХ / НАПРАВЛЯЮЩИХ ЛОПАТОК t2 / t, НА УРОВЕНЬ ПАС РЛ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТУПЕНИ СПбПУ-осевая-1

4.1. Редактирование геометрической модели и построение серии расчетных сеток с разным отношением t2 /1}

4.2. Влияние отношения шагов рабочих и направляющих лопаток t2 / tx на уровень ПАС РЛ

4.3. Влияние отношения шагов рабочих и направляющих лопаток t2 / tx на

потери кинетической энергии и КПД

Выводы по главе

ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ ОКРУЖНОГО СДВИГА НЕСМЕЖНЫХ СТАТОРНЫХ ЛОПАТОЧНЫХ ВЕНЦОВ С ОДИНАКОВЫМ ЧИСЛОМ ЛОПАТОК НА УРОВЕНЬ ПАС РЛ

5.1. Описание полуторной модельной 1.5-ступени СПбПУ-осевая-1

5.2. Влияние сдвига НЛ-2 на уровень ПАС РЛ

5.3. Влияние сдвига НЛ-2 на потери кинетической энергии и КПД

Выводы по главе

ГЛАВА 6. ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА РАБОТЫ (u/C0) МОДЕЛЬНОЙ И НАТУРНОЙ СТУПЕНИ V84.3 НА СТРУКТУРУ ПОТОКА, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И УРОВЕНЬ ПАС РЛ

6.1. Энергетические характеристики ступени V84.3, полученные по результатам стационарных и нестационарных расчетов

6.2. Размахи и фазы ПАС РЛ в зависимости от числа u/C0

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ