автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.12, диссертация на тему:Совершенствование камеры за регулирующей ступенью паротурбинной установки на основе численного моделирования

005001208

ГОЛУШКО Андрей Николаевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КАМЕРЫ ЗА РЕГУЛИРУЮЩЕЙ СТУПЕНЬЮ ПАРОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ НА ОСНОВЕ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Специальность: 05.04.12 - Турбомашины и комбинированные турбоустановки

Автореферат 1 7 НОЯ 2011

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2011

005001208

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Брянском государственном техническом университете» на кафедре «Тепловые двигатели».

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Буглаев Владимир Тихонович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Вохмянин Сергей Михайлович

кандидат технических наук, доцент Галаев Сергей Александрович

Ведущая организация:

ЗАО «Институт энергетического машиностроения и электротехники»

Защита состоится « 13 » декабря 2011 года в 18— часов на заседании диссертационного совета Д 212.229.06 в ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» по адресу: 195251, г. Санкт-Петербург, Политехническая улица, д. 29, Главное здание, ауд. 235.

С диссертацией можно ознакомиться в Фундаментальной библиотеке ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет».

Автореферат разослан « 3 » ноября 2011

года.

Ученый секретарь диссертационного совета кандвдат технических наук, доцент

ЬУ

Талалов В. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Эффективность работы паротурбинной установки в значительной степени зависит от аэродинамического совершенства ее отдельных элементов. В наиболее тяжелых условиях работы (высокие температуры, давления) оказывается цилиндр высокого давления (ЦВД). Отсек, включающий регулирующую ступень (PC), камеру за ней и первую ступень давления (СД) (далее отсек), существенно влияет на КПД ЦВД.

Парциальный впуск рабочего тела (р.т.) в камеру согласно численно-экспериментальным исследованиям значительно влияет на работу примыкающей к ней СД, что связано с окружной и радиальной неравномерностями параметров потока в камере, сложным вихреобразным характером течения в ее пространстве. При этом экономичность смежных ступеней снижается.

В результате анализа численных и экспериментальных данных выяснилось, что влияние конструктивных и режимных параметров на работу подобных отсеков продолжает оставаться малоизученным. Поэтому исследования влияния геометрии камеры в сочетании с режимом работы PC на экономичность отсеков паровых турбин с сопловым парораспределением и их совершенствование остаются актуальными и представляют практическую значимость.

В настоящее время для решения задач в области газодинамики широко применяются численные методы с использованием пакетов программ по вычислительной гидрогазодинамике, реализующих СТО-технологии (Computational Fluid Dynamics). К наиболее распространенным и экспериментально апробированным программам можно отнести Ansys CFX, Ansys Fluent, Star-CD.

Цель и задачи работы - повышение экономичности отсеков паровых турбин с сопловым парораспределением при переменных режимах работы PC. Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:

• разработать методику аэродинамического исследования отсека численными методами;

л.

• создать расчетную модель отсека, позволяющую учитывать изменение степени парциалыюсти и режима работы РС, конструкции камеры;

• провести расчет потерь располагаемой кинетической энергии потока и степени неравномерности течения р.т. на входе в СД при изменении конструктивных и режимных параметров отсека;

• исследовать структуру потока на входе в СД в радиальном и окружном направлениях;

• на основе анализа выполненных расчетов предложить практические рекомендации по модернизации конструкций отсеков с сопловым парораспределением.

Предметом исследования является камера за РС, характеристики р.т. в ней при различном конструктивном оформлении (относительный межступенчатый зазор (ОМЗ) Аг, корневой и периферийный обводы).

Метод исследования. Для решения поставленных задач использовались методы численного моделирования, основанные на решении осредненных по Рсй-нольдсу уравнений Навье-Стокса, замыкаемых ББТ моделью турбулентности, методы экспериментального исследования параметров течения в камере при различных конструктивных и режимных параметрах отсека и анализ структуры потока в характерных сечениях.

Достоверность результатов расчета течения в камере подтверждается экспериментальными данными из специальной литературы, а также проведенными автором экспериментальными исследованиями.

Научная новизна работы:

• предложена методика определения влияния конструктивных и режимных параметров на экономичность прилегающей к камере СД;

• выявлена зависимость влияния парциалыюсти и режима работы РС, геометрии камеры на потери располагаемой кинетической энергии и неравномерность параметров р.т. на входе в направляющий аппарат (НА) СД;

• предложены методические рекомендации по выбору конструктивных параметров камеры для обеспечения эффективной работы отсека.

Практическая ценность работы. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании новых и модернизации эксплуатируемых турбин, оснащенных исследуемыми отсеками с сопловым парораспределением, что повысит их экономичность.

На защиту выносятся:

• разработанная методика для выполнения численных расчетов исследуемых отсеков паровых турбин;

• результаты течений р.т. в камере за РС;

• полученные оптимальные конструктивные параметры камеры;

• характер изменения коэффициента потерь располагаемой кинетической энергии и степени неравномерности параметров р.т. в зависимости от конструктивных и режимных параметров.

Личный вклад автора состоит в постановке задач исследования течения р.т. в камере в программном комплексе Лп.чу.ч СРХ, в проведении расчетов, в анализе полученных результатов, в создании модельного отсека (МО) и проведении экспериментальных работ по теме диссертации.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы обсуждались и докладывались на научно-технической конференции студентов и аспирантов (Брянск, 2008), на международных научно-практических конференциях по проблемам энергетики и теплоснабжения (Брянск, 2010 и 2011), на научно-техническом семинаре кафедры «Турбинные двигатели и установки» СПбГПУ (С.-Петербург, 2011).

Публикации. Основные материалы диссертации представлены в 5 статьях, из них 3 опубликованы в изданиях, входящих в перечень ВАК России, а также в материалах 4 научно-технических конференций и патенте на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заклю-

чения, библиографического списка, содержащего 75 наименований. Общий объем диссертации составляет 125 страниц текста, включая 70 рисунков и 12 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулирована цель работы, указаны применяемые методы исследований, определены научная новизна и практическая ценность работы, описана ее структура и сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен обзор известных численных и экспериментальных работ по исследованию отсеков паровых турбин с сопловым парораспределением и по проблемам совершенствования их конструкции. Сформулированы задачи исследования. Физические и аналитические исследования отсека подтверждают существование окружной и радиальной неравномерностей в камере за РС, на входе в НА и иа выходе из РК СД.

Анализ литературных данных позволяет установить следующие недостаточно изученные проблемы проектирования подобных отсеков:

• влияние режимов работы РС на экономичность отсека;

• поиск путей конструктивного совершенствования камеры с целью снижения потерь располагаемой кинетической энергии в ней и снижения неравномерности параметров р.т. на входе в НА СД.

С целью сравнения многочисленных наработок по исследуемому отсеку и дальнейшего его совершенствования определены основные условия работы (конструктивные и режимные параметры), оказывающие влияние на его эффективность. К ним относятся степень парциалыюсти РС (е), режим работы РС {х<хор1, х = хор1, х>х ), ОМЗ Аг = Дг//21 (Аг - межступенчатый зазор между РС и последующим НА СД; /21 - высота рабочей лопатки РС), периферийный и корневой меридиональные обводы камеры. Указанные направления требуют детального численно-экспериментального исследования при определении опти-

мального варианта камеры для каждой конкретной конструкции отсека.

Исследование течения р.т. в камере за PC при различных условиях работы является сложной задачей. В настоящее время существует тенденция доводки экспериментальной модели численными методами на основе коммерческих и разработанных собственными усилиями научных организаций гидрогазодинамических пакетов. К ним относятся, например, A/isys CFX, SINF, Ansys Fluent, CFX-TASCflow, Star-CD, Fine Turbo и др. В настоящей работе выбран программный комплекс Ansys CFX с применением модели турбулентности SST (Shear Stress Transport), которая наилучшим образом подходит для подобных вычислений. Данная модель поддерживает метод пристеночных функций, которые связывают параметры течения с расстоянием от стенки, что позволяет избегать очень мелких сеток вблизи стенки.

Во второй главе кратко рассматривается методика проведения физического эксперимента необходимого для апробации расчетов на основе численного моделирования, дается описание экспериментального МО. Приводится методика осреднения параметров потока при обработке полученных результатов. Описываются методы оценки потерь располагаемой кинетической энергии и неравномерности параметров течения р.т. в камере.

Опыты проводились при значениях чисел Маха М(. =0,4...0,45 и Рей-

нольдса Rer = (3,5...4) • 105, определяемых по теоретической скорости в НА PC.

Потери располагаемой кинетической энергии в камере оценивались по сле-

дующей зависимости: Ç = 1 -

' —Л К —

х-{Ры1Рю)к / р'и)" • Для количе-

V )/ \ у

ственной оценки степени окружной неравномерности, например входного поля полного давления перед НА СД, использовался следующий коэффициент нерав-

—*тах —*тт\ / —*г/|

Арт -Д р02 I / А рт . В третьей главе описаны уравнения движения, энергии, неразрывности,

модели турбулентности, используемые при решении поставленных задач численными методами. Приведена методика расчета отсека в Ansys CFX.

Расчетная модель (РМ) отсека включала сеточные модели НА PC, РК PC, камеры, НА СД. Геометрические и сеточные модели (ГМ и СМ) НА и РК создавались в специализированных модулях Ansys BladeGen и Ansys TurboGrid. ГМ и СМ камеры создавались в Ansys Design Modeling и Ansys Meshing.

Для расчета примерился режим потока Steady State (установившийся режим течения р.т.); режим течения с теплопереносом Heat Transfer. Осредненная по Рейнольдсу система уравнений Навье-Стокса замыкалась двухпараметрической моделью турбулентности SST (Shear Stress Transport) — модель переноса сдвиговых напряжений. Данная модель обеспечивает хорошую сходимость при отрыве потока от гладких поверхностей, поддерживает метод пристеночных функций.

Условие сопряжения на поверхности интерфейса - Frozen Rotor («замороженный» ротор). В процессе расчета роторные элементы проточной части полагаются зафиксированными в определенном угловом положении относительно статорных элементов. Осреднение на поверхности интерфейса не выполняется, что позволяет моделировать парциальный подвод р.т. и воздействие явлений на концах сегментов сопел в камере за PC.

Программа Ansys при дискретизации уравнений математической модели использует метод взвешенных невязок. В данном методе решение считается выполненным при очень малых значениях невязок, поэтому задавалось значение невязок в диапазоне от 10 4 (для грубой сетки) до 10 5 (для мелкой сетки).

Расчет течения р.т. выполнялся путем численного решения системы уравнений, описывающих наиболее общий случай движения жидкой среды. Таковыми являются уравнения Навье - Стокса и неразрывности:

Здесь использована сокращенная запись уравнений, i,j = 1...3, предполага-

ем

дх

др_ + _3_ ' ди. | dut дх дх дх. дх.

' 1 . \ ) ' У

J' dt дх/ '>

ется суммирование по одинаковым индексам, х/, х2, х3 - оси координат, t - время. Член fi отражает действие массовых сил. В этой системе из 4 уравнений независимыми параметрами являются 3 компонента скорости го, и2, из и давление р.

Четвертая глава посвящена повышению эффективности рабочего процесса отсека в Ansys CFX. Исследовано влияние качества расчетной сетки на результат численного решения. Для этого проведена серия численных экспериментов, в которых рассматривалось влияние форм-параметра РМ (Mesh = V Ш1 / N.llcxl • 108, где Уиояют - объем ГМ; Л^ем - число конечных элементов) на результат расчета. Диапазон форм-параметра составил 0,023...6,329. Для получения достоверных результатов и сравнения различных численных экспериментов необходимо применение РМ с одинаковым значением форм-параметра Mesh. Необходимо стремиться получить Mesh равным 0,8...0,9. Качество сетки необходимо выбирать оптимальной с точки зрения правильного физического описания потока р.т. в сложных местах. Дальнейшее уменьшение значения форм-параметра Mesh нецелесообразно с точки зрения значительного увеличения затрат вычислительных ресурсов.

В периферийной и корневой областях камеры за PC образуются развитые вихри. Для устранения этих вихрей применялись меридиональные обводы, и анализировалось их влияние на течение основной массы р.т. Целью данного расчета являлось сравнение коэффициентов неравномерности параметров потока в выходном сечении камеры базового и усовершенствованных вариантов с обводами, сравнение потерь располагаемой кинетической энергии. Неравномерность абсолютной скорости потока при установке меридиональных обводов снизилась 0,839...0,624. Для радиальной и осевой составляющих абсолютной скорости показатели неравномерности снизились соответственно 0,781...0,629 и 0,863...0,625. Неравномерность полного давления снизилась 0,869...0,767. Наблюдалось снижение неравномерности угла выхода потока из камеры в меридиональной плоскости 0,627...0,46. Применение меридиональных обводов сни-

зило показатели неравномерности параметров потока: Фс_ - на 25,6%, Ф - на

27,6%, Ф,.„ - на 11,4%, Ф . - на 11,8%, Ф - на 26,6%. Эти показатели ПОЗВОЛЮ /(,, ' ' гог

ляют говорить об эффективности применения периферийного и корневого обводов в камере за РС. Коэффициент потерь располагаемой кинетической энергии снизился на 40%.

Снижение коэффициентов неравномерности параметров р.т. объясняется отсутствием в камере с обводами развитых вихревых течений, в которых составляющие абсолютной скорости принимают существенные значения. Плавный переход основного течения от входа к выходу камеры без прохождения через зоны разряжения периферийной и корневой областей приводят к минимуму радиальной составляющей скорости на выходе и лучшему сохранению кинетической энергии потока. Таким образом, применение меридиональных обводов необходимо для снижения потерь кинетической энергии и неравномерности параметров

р.т. в камере (рис. 1).

Увеличение угла разворота РМ 9 (например, переход решения задачи от сектора к полной 360"-й модели) не приводит к значительным отличиям результатов осредненных параметров потока (<1%), но приводит к увеличению времени проведения расчета. Следовательно, в зависимости от поставленной задачи (осесиммет-ричное течение или парциальный впуск р.т.) рекомендуется использовать один из подхо-

обвод 11 корнеииП

обноды

Рис. 1. Зависимость потерь располагаемой кинетической энергии и неравномерности параметров р.т.

от наличия меридиональных обводов в камере: Д - д = f (наличие обводов); 0 - Фст = / (наличие

обводов); о - Фс/а2 = f (наличие обводов); □ - ФСЯ02 = / (наличие обводов); + - Ф(,. = / (наличие обводов); х - ф = f (наличие обводов)

дов. В первом случае - секторный, во втором случае - рассчитывать полную модель. При расчете отсека с сопловым парораспределением необходимо применение РМ с углом разворота 9 = 360".

Потери располагаемой кинетической энергии, неравномерность параметров р.т. па входе в НА СД зависят от степени парциальности РС и ОМЗ. Количественно данные показатели оценивались в эксперименте, в котором Аг = 1; 2,5; 3,5; 5 при значениях степени парциального впуска £ = 1;0,875;0,75. Меридиональные обводы обеспечивали плавный переход основного потока от входа к выходу. Геометрический профиль камеры конструктивно менялся следующим образом (рис. 2).

г-> Рассматривался оптималь-

ла собой кольцевой канал с заданной степенью парциальности е на входе.

Число конечных элементов расчетной сетки моделей варьировалось в зависимости от степени парциальности е и ОМЗ Аг в пределах 1653504... 1953950. Полученные в результате эксперимента данные представлены на рис. 3.

Общей тенденцией является снижение коэффициента потерь при увеличении ОМЗ. Коэффициент повышения полного давления П = р*02/ р'2] с увеличением Аг повышается, что и обусловливает снижение потерь в камере. При увеличении Аг = 1; 2,5; 3,5; 5 при е = 0,75 коэффициент потерь соответственно уменьшился 0,647; 0,538; 0,535; 0,511 (снизился на 21%) при одновременном

при котором угол выхода потока из РК РС равнялся а21 =90 . Таким образом, закрутка потока на входе отсутствовала, и ее влияние на структуру потока в камере не учитывалось. РМ представля-

ный режим работы камеры за РС,

Рис. 2. Геометрия профиля камеры при изменении относительного межступенчатого зазора Аг

снижении градиента потерь. При изменении ОМЗ Дг = 1—2,5; Аг = 2,5—3,5; Дг=3,5...5 коэффициенты потерь д снизились соответственно на 16,8%, 0,5% и 4,5%. При увеличении Лг = 1; 2,5;3,5;5 при £ = 0,875 коэффициент потерь снизился на 33%. Обнаруженная закономерность объясняется возникновением сложных и достаточно мощных вихревых течений, на создание которых затрачивается значительная часть располагаемой энергии р.т., и тем самым уменьшается полезная работа СД. В расчетах численными методами образование вихревых течений доказывается в области тени неактивной дуги (рис. 46).

Таким образом, при значении Аг=2,5...Ъ,5 градиент снижения потерь значительно уменьшается, и потери в камере мало зависят от Аг . При Аг > 3,5 градиент снижения потерь увеличивается, но по значению становится меньше, чем при Дг = 1—2,5. Полученные данные хорошо согласуются с физическим экспериментом.

При увеличении Аг = 1; 2,5; 3,5; 5 при £ = 0,75 коэффициенты неравномерности абсолютной скорости Фг , осевой составляющей абсолютной скорости

Фг7 , полного давления Ф, снизились соответственно на 21%, 2,5%, 38%. Ре-

02 Р 02

зультаты расчетов коэффициентов неравномерности параметров потока на выходе из камеры представлены в табл. 1.

Рис. 3. Зависимость потерь £ в камере и числа П = рт/ р"21 от ОМЗ Дг и парциальности РС £ : 1,2,3 — £ = /(Аг) соответственно при е =0,75; 0,875 и 1; 4,5,6 - П — /(Аг) соответственно при £ = 0,75; 0,875 и 1

Таблица 1

Зависимость степени неравномерности параметров р.т. на входе в НА СД от степени парциальности PC £ и ОМЗ Az_

Неравномерность Относительный межступенчатый зазор, Az

1 2,5 3,5 5

Фс. при е=0,875 0,852 0,409 0,211 0,098

ФСр при £ =0,75 1,171 0,513 0,269 0,172

ФС2ю при £=0,875 1,511 0,613 0,152 0,102

Фсгк при £=0,75 1,764 0,751 0,272 0,179

Фс% при £=0,875 0,865 0,54 0,42 0,365

фс%2 при £=0,75 1,063 0,615 0,513 0,423

Ф. при £=0,875 'чг 2,508 0,951 0,352 0,271

Ф. при £ =0,75 '01 2,901 1,115 0,458 0,332

Поток приобретает наименьшую неравномерность распределения параметров потока при наибольшем Дг и наибольшем значении парциальности е.

Таким образом, при увеличении Аг уменьшается наличие конфузорных участков, приводящих к локальным увеличениям скорости, уменьшаются потери энергии на образование сложных вихревых течений. Как следствие, снижаются потери располагаемой кинетической энергии д и коэффициенты неравномерности параметров р.т. Фс , ФС2т, Фг/( , Фр. , что позволяет повысить эффективность работы последующей СД.

Качественно представленные расчеты можно оценить по рис. 4. При отсутствии тангенциальной закрутки на входе («21 = 90°) поток в камере не растекается в окружном направлении, и на выходе из нее создается значительная неравномерность параметров р.т. (рис. 4а). Безрасходная зона пониженного давления в области тени неактивной дуги является причиной образования встречных вихрей (рис. 46), что приводит к существенным потерям кинетической энергии в камере. Наличие центростремительной закрутки потока в камере определяет радиальную неравномерность параметров на выходе из нее (рис. 4а).

(а) (б)

Рис. 4. Распределение параметров потока в камере за РС при £ = 0,75 и Дг = 5 : (а) - полного давления на выходе из камеры р'т; (б) - распределение векторов абсолютной скорости в камере

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Опыты показали, что необходимо стремиться получить форм-параметр РМ Mesh равным 0,8.. .0,9.

2. Эффективным методом снижения потерь кинетической энергии в камере и снижения неравномерности течения р.т. является применение меридиональных обводов. Так, применение меридиональных обводов снизило показатели неравномерности параметров потока: ФСт - на 25,6%, Фс/{ - на 27,6%, Ф - на

11,4%, Ф , - на 11,8%, Ф - на 26,6%. Коэффициент потерь располагаемой ки-

!>'П Й32

нетической энергии снизился на 40%, что не является предельным, так как возможны резервы понижения потерь энергии в камере, применяя более оптимизированные профили обводов.

3. В исследованном отсеке при работе на режимах, близких к оптимальным, обнаружено различное влияние на потери энергии в камере и неравномерность параметров р.т. перед НА СД ОМЗ и степени парциальности. Общей тенденцией является снижение коэффициента потерь и неравномерности при увеличении ОМЗ. Например, при увеличении Az = 1; 2,5; 3,5; 5 при £ = 0,75 коэффициент не-

равномерности абсолютной скорости Фс снизился на 21%. При значении

Az > 2,5 градиент снижения потерь значительно уменьшается, и потери в камере мало зависят от Дг.

4. Для повышения экономичности отсеков с сопловым парораспределением следует рекомендовать:

• на стадии проектирования принимать меры по закрутке потока за PC в пределах рабочего диапазона переменных режимов работы;

• применять корневой и периферийный меридиональные обводы оптимально профиля для данной конструкции камеры;

• в зависимости от выбранной степени парциалыюсти PC выбирать оптимальное значение ОМЗ Az > 2,5;

• подбирать оптимальные конструктивные параметры камеры по изложенной методике расчета отсека численными методами.

Публикации по теме диссертации:

1. А.Н. Голушко. Постановка задачи исследования неравномерного течения в отсеке турбомашины с использованием программных комплексов, основанных на методе конечных элементов // Материалы 63-й студенческой научной конференции / под ред. И.В. Говорова. - Брянск: БГТУ, 2008.-С. 138-139.

2. А.Н. Голушко, A.B. Бирюков, A.B. Осипов. Повышение эффективности работы парциального отсека паровой турбины благодаря физическому и численному моделированию // Научно-технические ведомости СПбГПУ. - С.-П. - 2010. - №3. - С. 40-45.

3. А.Н. Голушко. Исследование влияния межступенчатого зазора на работу парциального отсека паровой турбины в Ansys CFX // Достижения молодых ученых в развитии инновационных процессов в экономике, науке, образовании: материалы Междунар. науч.-практ. конф. / под ред.

И.А. Лагерева. - Брянск: БГТУ, 2010. - С. 39-41.

4. А.Н. Голушко, A.B. Бирюков, В.Т. Буглаев, A.B. Осипов. Определение интегральной характеристики полноподводной одновенечной турбинной ступени численными методами // Вестник БГТУ. - 2011. -№2. - С. 47-54.

5. А.Н. Голушко, A.B. Бирюков, A.B. Осипов. Результаты экспериментального исследования течения потока в уравнительной камере // Вестник БГТУ. - 2011. - №3. - С. 80-87.

6. А.Н. Голушко. Структура подхода к определению оптимальной геометрии уравнительной камеры парциального отсека турбины методом численного моделирования // Актуальные вопросы современной техники и технологии: сб. докладов IV-й Междунар. науч. заоч. конф. / ред. A.B. Горбенко. - Липецк: Издательский центр «Гравис», 2011. - С. 97-98.

7. А.Н. Голушко. Газодинамический расчет системы автоматического регулирования направлением потока в камере регулирующей ступени паровой турбины // Достижения молодых ученых в развитии инновационных процессов в экономике, науке, образовании: материалы III Междунар. науч.-практ. конф. / под ред. И.А. Лагерева. - Брянск: БГТУ, 2011. -Ч. 1.-С. 72-74.

8. А.Н. Голушко, A.B. Бирюков, В.Т. Буглаев, A.B. Осипов. Пат. Российская Федерация, МПК F01D 17/14, F01D 9/04. Система регулирования направлением потока в камере регулирующей ступени паровой турбины. - № 2010112724/06(017880); заявл. 01.04.2010. - 6 с. (Получено положительное решение о выдаче 04.05.2011).

Подписано в печать 03.11.2011. Формат 60x84/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100. Заказ 8277Ь.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в типографии Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29. Тел.: (812) 550-40-14 Тел./факс: (812) 297-57-76

Перечень условных обозначений.

Введение.

Глава 1. Обзор литературных источников по вопросам численно-экспериментальных исследований камеры за регулирующей ступенью и влияния неравномерности параметров потока на эффективность работы турбинной ступени.

1.1. Основные конструктивные и режимные параметры парциального отсека, влияющие на его эффективность.

1.2. Цели, методы и результаты исследований парциального отсека.

1.3. Тенденции в проектировании парциального отсека.

1.4. Особенности исследований парциального отсека.

1.5. Постановка задачи исследования численными методами влияния геометрии камеры за регулирующей ступенью при парциальном подводе рабочего тела на эффективность работы полноподводной ступени давления.

Глава 2. Апробация численных расчетов экспериментальными исследованиями. Обработка результатов численного эксперимента.

2.1. Экспериментальная установка. Модельный отсек.

Схема измерений.

2.2. Методика проведения физического эксперимента.

2.3. Осреднение параметров потока при обработке результатов численного эксперимента.

2.4. Оценка потерь и неравномерности параметров потока в камере за регулирующей ступенью.

2.5. Вычисление углов потока в тангенциальной и меридиональной плоскостях.

Глава 3. Методика решения задачи в прикладном программном пакете Ansys CFX.

3.1. Основные уравнения движения жидкости. Модели турбулентности

3.2. Design Modeling.

3.3. CFX Mesh.

3.4. BladeGen.

3.5. TurboGrid.

3.6. CFX Pre.

3.7. CFX Solver.

3.8. CFX Post.

Глава 4. Повышение эффективности рабочего процесса в камере за регулирующей ступенью.

4.1. Исследование влияния качества расчетной сетки камеры за регулирующей ступенью на результаты расчетов.

4.2. Исследование камеры за регулирующей ступенью с периферийным и корневым обводами. Сравнение с базовым вариантом (без меридиональных обводов).

4.3. Исследование камеры за регулирующей ступенью без периферийного и корневого обводов при е = 1 и Az = var.

4.4. Исследование камеры за регулирующей ступенью с периферийным и корневым обводами при 8 = 1 и Az = var

4.5. Исследование камеры за регулирующей ступенью (е = 1, Az = 2,5) с периферийным и корневым обводами при угле разворота расчетной модели 0 =9° и 0 =360°.

4.6. Исследование камеры за регулирующей ступенью при е = var и Az = var с периферийным и корневым обводами.

4.7. Газодинамический расчет системы регулирования направлением потока в камере за регулирующей ступенью.

Актуальность работы. Эффективность работы паротурбинной установки в значительной степени зависит от аэродинамического совершенства ее отдельных элементов. В наиболее тяжелых условиях работы (высокие температуры, давления) оказывается цилиндр высокого давления (ЦВД). Отсек, включающий регулирующую ступень (PC), камеру за ней и первую ступень давления (СД) (далее отсек), существенно влияет на КПД ЦВД.

Парциальный впуск рабочего тела (р.т.) в камеру согласно численно-экспериментальным исследованиям значительно влияет на работу примыкающей к ней СД, что связано с окружной и радиальной неравномерностями параметров потока в камере, сложным вихреобразным характером течения в ее пространстве. При этом экономичность смежных ступеней снижается.

В результате анализа численных и экспериментальных данных выяснилось, что влияние конструктивных и режимных параметров на работу подобных отсеков продолжает оставаться малоизученным. Поэтому исследования влияния геометрии камеры в сочетании с режимом работы PC на экономичность отсеков паровых турбин с сопловым парораспределением и их совершенствование остаются актуальными и представляют практическую значимость.

В настоящее время для решения задач в области газодинамики широко применяются численные методы с использованием пакетов программ по вычислительной гидрогазодинамике, реализующих CFD-технологии {Computational Fluid Dynamics). К наиболее распространенным и экспериментально апробированным программам можно отнести Ansys CFX, Ansys Fluent, Star-CD.

Цель и задачи работы - повышение экономичности отсеков паровых турбин с сопловым парораспределением при переменных режимах работы PC. Для достижения этой цели поставлены следующие задачи: • разработать методику аэродинамического исследования отсека численными методами;

• создать расчетную модель отсека, позволяющую учитывать изменение степени парциальности и режима работы РС, конструкции камеры;

• провести расчет потерь располагаемой кинетической энергии потока и степени неравномерности течения р.т. на входе в СД при изменении конструктивных и режимных параметров отсека;

• исследовать структуру потока на входе в СД в радиальном и окружном направлениях;

• на основе анализа выполненных расчетов предложить практические рекомендации по модернизации конструкций отсеков с сопловым парораспределением.

Предметом исследования является камера за РС, характеристики р.т. в ней при различном конструктивном оформлении (относительный межступенчатый зазор (ОМЗ) Аг, корневой и периферийный обводы).

Метод исследования. Для решения поставленных задач использовались методы численного моделирования, основанные на решении осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса, замыкаемых ЯЯГ моделью турбулентности, методы экспериментального исследования параметров течения в камере при различных конструктивных и режимных параметрах отсека и анализ структуры потока в характерных сечениях.

Достоверность результатов расчета течения в камере подтверждается экспериментальными данными из специальной литературы, а также проведенными автором экспериментальными исследованиями.

Научная новизна работы:

• предложена методика определения влияния конструктивных и режимных параметров на экономичность прилегающей к камере СД;

• выявлена зависимость влияния парциальности и режима работы РС, геометрии камеры на потери располагаемой кинетической энергии и неравномерность параметров р.т. на входе в направляющий аппарат (НА) СД;

• предложены методические рекомендации по выбору конструктивных параметров камеры для обеспечения эффективной работы отсека. 9

Практическая ценность работы. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании новых и модернизации эксплуатируемых турбин, оснащенных исследуемыми отсеками с сопловым парораспределением, что повысит их экономичность. На защиту выносятся:

• разработанная методика для выполнения численных расчетов исследуемых отсеков паровых турбин;

• результаты течений р.т. в камере за PC;

• полученные оптимальные конструктивные параметры камеры;

• характер изменения коэффициента потерь располагаемой кинетической энергии и степени неравномерности параметров р.т. в зависимости от конструктивных и режимных параметров.

Личный вклад автора состоит в постановке задач исследования течения р.т. в камере в программном комплексе Ansys CFX, в проведении расчетов, в анализе полученных результатов, в создании модельного отсека (МО) и проведении экспериментальных работ по теме диссертации.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы обсуждались и докладывались на научно-технической конференции студентов и аспирантов (Брянск, 2008), на международных научно-практических конференциях по проблемам энергетики и теплоснабжения (Брянск, 2010 и 2011), на научно-техническом семинаре кафедры «Турбинные двигатели и установки» СПбГПУ (С.-Петербург, 2011).

Публикации. Основные материалы диссертации представлены в 5 статьях, из них 3 опубликованы в изданиях, входящих в перечень ВАК России, а также в материалах 4 научно-технических конференций и патенте на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка, содержащего 75 наименований. Общий объем диссертации составляет 125 страниц текста, включая 70 рисунков и 12 таблиц.

обводы

Рис. 4.24. Зависимости потерь располагаемой кинетической энергии и неравномерности параметров р.т. от наличия меридиональных обводов в камере:

Д - с, = / (наличие обводов)', 0 - ФС02 = / (наличие обводов)-, о - Фст = / (наличие обводов)', □ - ФСг02 = / (наличие обводов)', + - ФР.ог = / {наличие обводов); х - Ф, 02 = / (наличие обводов)

Снижение потерь располагаемой кинетической энергии на 41,4% не является предельным. Возможны резервы понижения потерь в камере, применяя более оптимизированные профили обводов.

Снижение коэффициентов неравномерности параметров объясняется отсутствием в камере с обводами развитых вихревых течений, в которых составляющие абсолютной скорости принимают существенные значения. Плавный переход основного течения от входа к выходу без прохождения через зоны разряжения периферийной и корневой областей камеры приводят к минимуму радиальной составляющей скорости на выходе (снижение угла у02) и лучшему сохранению кинетической энергии потока. Отрывная зона у корня при выходе их камеры становится менее значительной, что снижает неравномерность параметров потока. Данные выводы хорошо согласуются с качественной картиной течения (рис. 4.25.4.27).

Velocity Vector Velocity

1.792e+002

ШШВ

Velocity Vector Velocity 1 369e+002 mms,

1 027e+00:

6.845e+00t

3.422e+001

0.000e+000 [m sM] л i i -i i i :i ,i j j -i i i ь

Рис. 4.25. Распределение векторов абсолютной скорости в камере в опытах №2 и №3

Velocity Contour Velicity 1.792e+00

1.613e+00

1.434e+00;

1.254e+00;

1.075e+002

8.960e+001

7.168e+001

5.376e+001

3.584e+001

1.792e+001

0.000e+000 [m sA-1]

Velocity Contour Velicity

4 1,369e+002

1 232e+002 1.095e+002 9 583e+001

8.214e+001

6.845e+001

5.476e+001

4.107e+001

2.738e+001

1.369e+001

0.000e+000 [m sA-1] ь

Рис. 4.25. Распределение цветового градиента абсолютной скорости в камере в опытах №2 и №3

1Ыа1 Ргезэиге СопЮигТс^а! Ргеввиге 6.930е+00

4.692е+00

2.453е+00

2.144е+00

-2.024е+003

-4.263е+003

-6.502е+003

-8.740е+003

-1 098е+004

-1.322е+004

-1 546е+004

Ра]

То1а1 РгеБэиге СопйигТсЛа! Ргвэвиге 5.128е+003

3.766е+003

2.403е+00

1.041е+00

-3.215е+00

-1.684е+00

-3.046е+003

-4.408е+003

-5.771 е+003

-7.133е+003

-8.495е+003

Ра]

0 060 (т)

Рис. 4.26. Распределение цветового градиента полного давления в камере в опытах №2 и №3 v • \

Velocity Vector Velocity 1 792e+002 zMSYS I

1.344e+002

8.960e+001

4 4806+001 0.000e+000 [meA-1]

•»-- -K . k.

OOPS 0 0' (m)

Velocity Vector Velocity 1 369e+002

1.027e+002

6.846e+001

3.422e+001

0.000e+000 [m sA-1] V

ШВУ8 к

Рис. 4.27. Распределение векторов абсолютной скорости в выходном сечении камеры в опытах №2 и №3

Необходимо отметить, что сходимость задачи существенно улучшается с применением оптимальных профилей, отвечающих картине течения основной массы р.т.

Таким образом, применение меридиональных обводов необходимо для снижения потерь энергии в камере за РС и снижения коэффициентов неравномерности параметров р.т. при входе в НА СД.

4.3. Исследование камеры за регулирующей ступенью без периферийного и корневого обводов при 8 = 1 и Az = var

Необходимость в решении данной задачи имеет малую значимость, потому что сложно добиться полной программной сходимости без применения в расчетной модели меридиональных обводов. Задача поставлена с условиями полного подвода е = 1 и осевого входа потока в камеру, следовательно, рассматривается для расчета сектор. В данной задаче не существует проблемы применения или не применения корневого и периферийного обводов для обеспечения лучшей растекаемости потока в камере в случае парциального подвода. Поэтому в этом опыте применение меридиональных обводов является обязательным для получения минимальных потерь энергии в камере.

Данная задача в постановке без обводов была рассчитана в Ansys Fluent. Результатами расчетов являются следующие основные выводы: потери в камере снижаются с увеличением ОМЗ до определенного значения. При

Az >2,36 потери в камере не изменяются. При этом минимальные потери составили q =58% при Az = 2,36. Дальнейшее увеличение параметра Az не приводит к снижению коэффициента потерь располагаемой кинетической энергии в камере.

4.4. Исследование камеры за регулирующей ступенью с периферийным и корневым обводами при s = 1 и Az = var

Потери располагаемой кинетической энергии зависят от аэродинамического совершенства проточной части, от плавности меридиональных обводов камеры, от ОМЗ. Количественно потери энергии в камере за PC оценивались в следующем численном эксперименте, включающем 4 опыта: 1) Cam; epsl; zl; В87,9; per; kor (обозначения: Cam - в расчет принималась камера; epsl - степень парциальности PC е =1; zl - ОМЗ Az = l; В87,9 -длина выходного участка камеры В = 87,9 мм; per и kor - использовались периферийный и корневой обводы); 2) Cam; epsl; z2,5; В87,9; per; kor; 3) Cam;

80 epsl; z3,5; B87,9; per; kor; 4) Cam; epsl; z5; B87,9; per; kor. В каждом опыте при сохранении прочих конструктивных и режимных параметров изменялось ОМЗ Az = l; 2,5; 3,5; 5. Обводы обеспечивали плавный переход основного течения от входа к выходу. Выходное контрольное сечение (сеч. 02-02) смещалось в соответствии с увеличением ОМЗ.

Геометрический профиль камеры конструктивно менялся следующим образом (рис. 4.28).

2-1

Аксонометрические проекции данных профилей представлены на рис. 4.29.

Рис 4 29 Изменение геометрии камеры при увеличении ОМЗ

Граничные условия на входе и выходе из камеры: осевой вход потока с2 = 100 м/с, осредненное статическое давление на выходе р02 =1атм. Полученные в ходе решения данные приведены в табл. 4.1.

Заключение

1. В результате проведенных численных экспериментов выявлены мероприятия, позволяющие повысить экономичность и надежность парциального отсека паровой турбины, снизить уровень возмущающих сил, возникающих вследствие неравномерного распределения по окружности параметров потока перед первой ступенью давления.

2. Эффективным методом снижения потерь кинетической энергии в камере за регулирующей ступенью и снижения неравномерности течения рабочего тела является применение меридиональных обводов в камере. Так, применение меридиональных обводов снизило показатели неравномерности параметров потока: ФСо2 - на25,6%, ФС2ю - на27,6%, ФСЯо2 - на 11,4%, Фр. -на

11,8%, Ф - на 26,6%. Коэффициент потерь располагаемой кинетической

102 энергии снизился на 40%, что не является предельным, т.к. возможны резервы понижения потерь энергии в камере, применяя более оптимизированные профили обводов.

3. В исследованном парциальном отсеке при работе на режимах, близких к оптимальным, обнаружено различное влияние на потери энергии в камере и неравномерность параметров рабочего тела перед направляющим аппаратом ступени давления относительного межступенчатого зазора и степени парциальности. Общей тенденцией является снижение коэффициента потерь при увеличении ОМЗ. Так, при увеличении Ах = 1; 2,5; 3,5; 5 при е =0,75 коэффициент потерь снизился на 21%. При этом градиент снижения потерь с увеличением Аг уменьшается. При отсутствии закрутки потока за регулирующей ступенью расчет камеры при парциальном подводе ограничивается значением степени парциальности е =0,75, т.к. последующее уменьшение значения 8 приводит к расходимости задачи при расчетах численными методами.

5. Оптимальное значение ОМЗ зависит от формы обводов камеры, а также от степени парциальности и режима работы РС. При значении Аг > 2,5 градиент снижения потерь значительно снижается, и потери в камере незначительно зависят от Аг.

6. В целях повышения экономичности парциальных отсеков следует рекомендовать:

- на стадии проектирования принимать меры по закрутке потока за регулирующей ступенью в пределах рабочего диапазона переменных режимов работы;

- применять корневой и периферийный меридиональные обводы оптимального профиля для данной конструкции камеры;

- в зависимости от выбранной степени парциальности регулирующей ступени выбирать оптимальное значение относительного межступенчатого зазора Аг > 2,5;

- подбирать оптимальные конструктивные параметры камеры за регулирующей ступенью (Аг, геометрия профиля меридиональных обводов) по изложенной методике расчета отсека численными методами.

1. Представленная библиография показывает основные направления развития численно-экспериментальных исследований по вопросу российских и зарубежных авторов.

2. Гоголев, И.Г. Отчет о научно-исследовательской работе Текст.: совершенствование элементов турбоустановок: часть 1 / И. Г. Гоголев, А. М. Дроконов, Р. В. Кузьмичев [и др.]. Брянск., 1989. - 101 с.

3. Афанасьев, H.H. Аэродинамические характеристики ступеней тепловых турбин/ H.H. Афанасьев, И.Г. Бусурин, И.Г. Гоголев и др.; Под общ. ред. В.А. Черникова. JL: Машиностроение, - 1980. - 263 с.

4. Кириллов, И.И. Теория турбомашин/ И. И. Кириллов. JL: Машиностроение, 1972. - 536 с.

5. Парамонов, А. Н. Разработка и исследование систем нерегулируемых отборов турбин ТЭС и АЭС: Дис. .канд. техн. наук. М., 1990.

6. Дроконов, A.M. Исследование совместной работы турбинной ступени со входным патрубком агрегата наддува судового дизеля / А. М. Дроконов, В. В. Рогалев и др. // Двигателестроение. 2009. - №1. - С. 35-38.

7. Осипов, A.B. Повышение экономичности двухступенчатого отборного отсека паровой турбины: Автореф. дис. .канд.техн.наук: 05.04.12 / А. В. Осипов; Санкт-Петербург, гос. политехи, ун-т. СПб., 2002. - 17с.

8. Гоголев, И.Г. О влиянии расстояния между ступенями на эффективность ступеней и двухступенчатого отборного отсека/ И. Г. Гоголев, В. Т. Перевезенцев и др. // Энергетика. 1984. - №1- С. 57-62.

9. Гоголев, И.Г. Влияние расстояния между ступенями на эффективность двухступенчатого отборного отсека теплофикационной турбины/ И.Г. Гоголев, В.Т. Перевезенцев, К.Я. Марков// Теплоэнергетика. 1982. - №3-С. 56-58.

10. Гоголев, И.Г. Исследование распределения перепада энтальпий в турбинном двухступенчатом отсеке между ступенями/ И.Г. Гоголев, Е.И. Гоголева. Изв. вузов СССР. - Энергетика. - 1980. - № 3. - С. 51-57.

11. Гоголев, И.Г. Зависимость к.п.д. двухступенчатого отсека турбины от расстояния между ступенями/ И.Г. Гоголев, A.A. Терешков, A.A. Климцов и др.// Теплоэнергетика. 1974. - №3- С. 20-21.

12. Гоголев, И.Г. Исследование пространственной структуры потока в камере отбор теплофикационной паровой турбины/ И. Г. Гоголев, В. Т. Перевезенцев, А. В. Осипов, В. В. Тарасов// Теплоэнергетика. 1979. - №3 - С. 48-51.

13. Гоголев, И.Г, Дроконов, A.M., Тарасов, В.В. Характеристики двухступенчатого отсека и его второй ступени при парциальном впуске первой ступени // Теплоэнергетика. 1983. - №6. - С. 24-26.

14. Галацан, В.Н. Исследование регулирующей ступени с последующим направляющим аппаратом/ В.Н. Галацан, В.И. Гольман и др.// Теплоэнергетика. 1985. - №7.- С. 61-63.

15. Кириллов И.И. Аэродинамика проточной части паровых и газовых турбин/ И .И. Кириллов, Р. М. Яблоник, Л. В. Карцев и др. М.: Машгиз, 1958.-247 с.

16. Маляренко, В. А. Моделирование течения рабочего тела в камере отбора/ В.А. Маляренко, В.И. Голощапов, В.А. Барсуков // Энергетическое машиностроение. 1975. - №20. Харьков.

17. Дейч, М. Е. Газодинамика диффузоров и выхлопных патрубков тур-бомашин/ М.Е. Дейч, А.Е. Зарянкин. М., «Энергия». - 1970.

18. Гоголев, И.Г. Исследование влияния отбора на характеристики околоотборного отсека паровой турбины/ И.Г. Гоголев, В.В. Тарасов и др.// Теплоэнергетика. 1976. - №6 - С. 53-56.

19. Голощапов, В.Н. Влияние конструктивных элементов проточной части на распределение параметров за направляющим аппаратом/ В. Н. Голощапов, Ю. В. Гречаниченко// Теплоэнергетика. 1979. - №10 - С. 53-56.

20. Голощапов, В.Н. Исследование кольцевой решетки с малым втулочным отношением при различных очертаниях проточной части/ В.Н. Голощапов, Ю.В. Гречаниченко// Теплоэнергетика. 1968. - №7 - С. 72-75.

21. Звоницкий, М.С. Экспериментальное исследование кольцевой решетки с малым отношением dcpll с резким раскрытием меридиональногоочертания проточной части/ М.С. Звоницкий, В.Н. Голощапов// Энергомашиностроение. 1969. - №2 - С. 36-38.

22. Голощапов, В.Н. Свойства вращающегося потока за направляющим турбинным аппаратом// Энергетическое машиностроение, Харьков.- 1974. -вып. 17.-С. 90-97.

23. Шнеэ, Я.И. К вопросу экспериментального исследования кольцевых решеток с малым втулочным отношением/ Я.И. Шнеэ, В.Н. Голощапов, М.С. Звоницкий, В.Н. Пономарев// Известия ВУЗ, Энергетика. 1969. - №9- С. 46-51.

24. Лопатицкий, А.О. Практическое моделирование турбинных ступеней с относительно короткими лопатками/ А.О. Лопатицкий, Л.А. Озернов// Теплоэнергетика. 1977. - №5 - С. 43-45.

25. Вольфсон, H.H. Влияние сопловой решетки на работу предыдущей ступени/ И.И. Вольфсон, В.К. Гребнев и др.// Теплоэнергетика. 1974. -№6.-С. 53-55.

26. Абрамов, В. И. Тепловой расчет турбин/ В.И. Абрамов, Г.А. Филиппов и др.. М., Машиностроение. -1974.

27. Дейч, M. Е. Исследования и расчеты ступеней осевых турбин/ М.Е. Дейч, Б.М. Трояновский. М., Машиностроение. - 1964.

28. Зарянкин, А.Е. Некоторые возможности повышения к.п.д. проточных частей паровых турбин/ А.Е. Зарянкин, В.А. Зарянкин, Б.П. Симонов// Теплоэнергетика. 2003. - №6 - С. 6-11.

29. Пясик, Д.Н. Исследование влияния сопротивления за сопловой решеткой на ее силовые и энергетические характеристики/ Д.Н. Пясик, М.С. Коломиец// Энергомашиностроение. 1983. - №6 - С. 10-11.

30. Гоголев, И.Г. Метод определения КПД двухступенчатого турбинного отсека/ И. Г. Гоголев, А. М. Дроконов// Турбины и дизели. -2011. №3. - С. 10-15.

31. Гоголев, И.Г. Аэродинамические характеристики ступеней и патрубков тепловых турбин/ Т.Г. Гоголев, A.M. Дроконов. Брянск: Грани, 1995. -258 с.

32. Галацан, В.Н. Влияние неравномерности входного потока на силовые характеристики последующего соплового аппарата/ В.Н. Галацан, Д.Н. Пясик и др.// Теплоэнергетика. 1990. - №9 - С. 45-47.

33. Осипов, A.B. Исследование камеры за регулирующей ступенью/ A.B. Осипов, A.B. Бирюков, А.Н. Голушко // Совершенствование энергетических машин: сб. науч. тр./ под ред. Ю.И. Фокина. Брянск: БГТУ, 2009. - С. 144166.

34. Кириллов, И.И. Оптимальное проектирование проточных частей паровых турбин/ И. И. Кириллов, К. Л. Лпашин, В. Д. Гаев // Известия вузов. Энергетика. 1984. - №6 - С. 92-95.

35. Лапшин, К.Л. Оптимизация проточных частей многоступенчатых турбин. С-П: Изд-во СПбГПУ, 1992. с. 196.

36. Пешехонов, Н. Д. Приборы для измерения давления, температуры и направления потока в компрессорах / Н. Д. Пешехонов. Оборонгиз. М., 1962.- 184 с.

37. Гоголев, И.Г. О влиянии расстояния между ступенями на эффективность ступеней и двухступенчатого отборного отсека/ И.Г. Гоголев, В.Т. Пе-ревезенцев и др. // Энергетика. 1984. - №1- С. 57-62.

38. Трояновский, Б.М. Пути повышения экономичности паровых турбин. Ч. I./ Б.М. Трояновский// Теплоэнергетика. 1993. - №.5- С. 39-46.

39. Wakeley G. Unsteady flow phenomena in partially-admitted steam turbine control stages, Proc. I.Mech.E. Conference on Turbomachinery; Rugby, UK, December 9-10 1996 - pp. 77-86.

40. Зарянкин, А.Е. Использование перфорированных экранов в камере регулирующей ступени паровой турбины с сопловым парораспределением/ А.Е. Зарянкин и др.// Тяжелое машиностроение. 2007. - №1. - С.7-11.

41. Солодов, В.Г. Особенности обтекания опорного венца кольцевого диффузора ГТД при входной закрутке потока/ В.Г. Солодов, Ю.В. Стародубцев, Б.В. Исаков // Вестник национального технического университета «ХПИ», 2005. №6. - С. 31-38.

42. Пустырник Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений-М.: Наука, 1968.-288 с.

43. Розенберг С.Ш., и др. Оценка погрешности при определении КПД проточной части турбины // Теплоэнергетика. 1981- №2 - С.59-61.

44. Годунов, С.К. Численное решение многомерных задач газовой динамики / С.К. Годунов, А.В. Забродин, М.Я. Иванов и др. М.: Наука, 1976. -400 с.

45. Wakeley G, Potts I. Origins of loss in a multistage turbine environment under conditions of partial admission, Proc. ASME Int. Gas Turbine and AeroEngine Congress, Orlando, FL, USA, June 5-6 1977.

46. Baldwin, B.S. Thin layer approximation and algebraic model for separated turbulent flows / Baldwin B.S., Lomax H. // AIAA Pap. 1978.- №257. - P. 1-8.

47. Wilcox, D.C. Reassessment of the scale-determining equation for advanced turbulence models // AIAA J. 1988. - 26, №11. - P. 1299-1310.

48. Menter, F.R. Two-Equation Eddy Viscosity Turbulence Models for Engineering Applications // AIAA J. 1994. - 32, №11. p. 1299-1310.

49. He L. Computation of unsteady flow through steam turbine blade rows at partial admission, Proc. I.Mech.E., Part A, J. Power and Energy- 1997-211 -pp. 197-205.

50. Солодов, В.Г. Опыт моделирования сжимаемых вязких турбулентных течений во входных и выходных устройствах турбомашин / В.Г. Солодов, Ю.В. Стародубцев // Пробл. машиностроения. 2002. - 5, №1. - С. 2938.

51. Русанов, А.В. Метод расчета трехмерных турбулентных течений в проточных частях произвольной формы / А.В. Русанов, С.В. Ершов// Сб. научн. трудов / Ин-т проблем машиностроения. 2003. -Т.1. - С. 132-136.

52. P. Lampart, М. Szymaniak. CFD Investigation of partial admission control stage of a large power steam turbine. Сб. научн. трудов / Ин-т проблем машиностроения. - 2003. -Т.1. - С. 198-204.

53. Смирнов, Е.М. Метод конечных объемов в приложении к задачам гидрогазодинамики и теплообмена в областях сложной геометрии/ Е.М. Смирнов, Д.К. Зайцев// Научно-технические ведомости. 2004. - №2 (36).-С. 70-81. Санкт-Петербург: Изд-во СПбГТУ.

54. Поляков, И.В. Анализ параметров течения в межтурбинном переходном канале с использованием численного моделирования Текст. / И.В. Поляков, А.Е. Ремизов // Авиационно-космическая техника и технология.2006. №7 (33). - С. 25-29.

55. Гудков, H.H. Оптимальное проектирование проточной части цилиндра высокого давления при модернизации паровой турбины Т-100-12,8 / H.H. Гудков, А.Н. Бабиев, В.И. Кириллов и др. // Теплоэнергетика. 2007. - №4-С. 18-21.

56. Ермолаев, В.В. Отработка элементов модернизированной проточной части паровой турбины Т-100-12,8 средствами вычислительной аэродинамики Текст. / В.В. Ермолаев, H.H. Гудков, А.Н. Бабиев, В.И. Кириллов [и др.] // Теплоэнергетика. 2007. - №4. - С. 22-27.

57. Галаев, С.А. Оценка качества перепрофилирования лопаток турбины Т-100-12,8 численным моделированием обтекания плоских турбинных решеток/ С.А. Галаев, А.И. Кириллов, Е.М. Смирнов и др. // Теплоэнергетика.2007. №4.-С. 38-41.

58. Новосельский О.Ю. Применение вычислительной гидрогазодинамики для определения гидравлических характеристик трубопроводов АЭС Текст./ О.Ю. Новосельский, В.Е. Петров [и др.]// Теплоэнергетика. 2006. -№9. - С. 49-54.

59. Лю Хон. Характеристики распространения пульсирующего давления в каналах турбомашин / Лю Хон, Чен Цуи // Теплоэнергетика. 2007. - №1-С. 69-76.

60. Солодов, В. Г., Стародубцев, Ю. В. Научно-прикладной программный комплекс MTFS для расчета трехмерных вязких турбулентных течений жидкостей и газов в областях произвольной формы. Сертификат гос. регистрации авт. прав, УГААСП, №5921, 16.07.2002.

61. Автореферат. [Текст] / Галаев С.А. Численное моделирование течения вязкого газа в решетках осевых турбомашин: методика и результатыприменения современных программных средств. СПбГТУ. Кафедра «Теоретические основы теплотехники». 2006.

62. Щуров A.C. Газодинамические расчеты канала за регулирующей ступенью К-660 «СИПАТ». 2005. - С-П.

63. Корнелиус, К. Моделирование течения в 15-ступенчатом осевом компрессоре авиационного ГТД / К. Корнелиус, Siemens AG Power Generation, А. Брауне, ANS YS Canada Ltd // Ansys Solutions. 2005. - №1. -C. 15-17.

64. Смирнов, К. Численное моделирование течения в центробежном компрессоре / К. Смирнов, Florian R. Menter, ANSYS Germany GmbH и др. // Ansys Solutions. 2007. - С. 22-27.

65. Кочевский, А.Н. Современный подход к моделированию и расчету течений жидкости в лопастных гидромашинах / А.Н. Кочевский, В.Г. Неня // Вестник Сумского державного университета. Суми, 2003. - Вып. 13(59). -195-210.

66. Help ANSYS CFX, release 12.0. ANSYS CFX Introduction; ANSYS CFX Tutorials; ANSYS CFX-Pre User's Guide; ANSYS CFX-Solver Modeling Guide; ANSYS CFX-Solver Theory Guide; ANSYS CFD-Post User's Guide; ANSYS CFX Reference Guide.

67. Сегерлинд, JI. Применение метода конечных элементов / Л. Сегер-линд. М.: Мир, 1979. - 392 с.

68. Норри, Д. Введение в метод конечных элементов / Д. Норри, Ж. де Фриз. -М.: Мир, 1981.-304 с.

69. Дейч, М.Е. Техническая газодинамика / М.Е. Дейч. М., «Энергия», 1974.-592 с.

70. Щегляев, A.B. Паровые турбины. Теория теплового процесса и конструкции турбин: Учеб. для вузов. В 2 кн. КН.1. / A.B. Щегляев // 6-е изд., перераб., доп. и подгот. к печати Б.М. Трояновским. - М.: Энергоатомиздат, 1993.-384 с.

71. Трухний, А.Д. Теплофикационные паровые турбины и турбоуста-новки: Учебное пособие для вузов / А.Д. Трухний, Б.В. Ломакин // М.: Издательство МЭИ, 2002. 540 с.

72. Трухний, А.Д. Стационарные паровые турбины / А.Д. Трухний // -2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 640 с.