ВЛИЯНИЯ ВЫСОТ ЛОПАТОК РАБОЧЕГО КОЛЕСА ЦЕНТРОСТРЕМИТЕЛЬНОЙ ТУРБИНЫ НА ГАЗОДИНАМИКУ ТЕЧЕНИЯ

Abstract

Актуальность исследования определяется необходимостью создания эффективных газотурбинных двигателей, применяемых в отрасли нефтегазового комплекса. Цель: при помощи модели пространственного течения газа в центростремительной турбине исследовать воздействие расчетного режима проектирования турбины на газодинамику течения в её рабочем колесе. Объект: центростремительная турбина энергоустановки малой мощности применяемого в отрасли нефтегазового комплекса. Методы. Для описания течения в турбине применяются уравнения пространственного потока. Для приведения этой системы уравнений к системе уравнений по двум координатам применяется метод прямых. Полученная система уравнений двумерного течения решается методом последовательных приближений. Результаты. На основе метода оптимального проектирования спроектированы рабочие колеса центростремительной турбины для различных расчетных давлений газа на входе. Результаты проектирования показали, что с увеличением расчетного давления газа на входе в турбину уменьшаются площади входного и выходного сечений проточной части. На базе одномерной модели течения в турбинах показано влияние высот лопатки рабочего колеса на КПД и мощность турбины. В результате проведения одномерного расчета можно констатировать, что с увеличением высот лопатки рабочего колеса взрастает КПД турбины, а эффективная мощность падает. Впервые для центростремительной турбины показано воздействие расчетного давления газа на входе в турбину, на газодинамику течения в её рабочем колесе. В результате проведенных исследований установлено, что с уменьшением расчетного давления газа на входе в турбину возрастает область отрыва течения в рабочем колесе. Линия области отрыва течения определена при условии равенства нулю меридианной проекции относительной скорости. Представлены экспериментальный и расчетный профиль скоростей за проточной частью турбины. При сопоставлении расчетного профиля скоростей с экспериментальным следует отметить, что применяемая модель расчета двумерного течения в турбине позволяет с хорошей точностью рассчитать газодинамику течения в ней.