Численное исследование пульсаций давления в отсасывающей трубе высоконапорной гидротурбины
Оценка нежелательных пульсаций давления, приводящих к усталостному разрушению конструкций турбины. Исследование численного моделирования течения жидкости в отсасывающей трубе модельного стенда Саяно-Шушенской ГЭС. Использование пакета программ sigmaFlow.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | автореферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.04.2018 |
| Размер файла | 1,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ В ОТСАСЫВАЮЩЕЙ ТРУБЕ ВЫСОКОНАПОРНОЙ ГИДРОТУРБИНЫ
Колесниченко Алексей Владимирович,
научный руководитель канд. техн. наук Дектерев А.А.
Сибирский федеральный университет
Аннотация
В статье представлено исследование численного моделирования течения жидкости в отсасывающей трубе модельного стенда Саяно-Шушенской ГЭС.
Необходимость исследования течения жидкости за рабочим колесом в отсасывающей трубе была обусловлена появлением нежелательных пульсаций давления, приводящих к усталостному разрушению конструкций турбины.
Расчет производился при помощи пакета программ sigmaFlow, разработанного ИТ СО РАН и кафедрой Теплофизики СФУ.
Модель
Расчеты проводились для отсасывающей трубы стенда Саяно-Шушенской ГЭС. Изображение отсасывающей трубы представлено на рисунке 1.
пульсация давление турбина стенд
Рисунок 1 - Отсасывающая труба. Расчетная сетка 266 тыс. ячеек.
Для получения граничных условий на входе были взяты данные расчета течения во всем проточном тракте (спиральная камера, направляющий аппарат, рабочее колесо и отсасывающая труба) при заданном динамическом напоре 21,4 м. Угол раствора конуса входа составлял 70 градусов.
Нестационарный расчет проводился по методу моделирования отсоединенных вихрей, основанному на ограничении турбулентной вязкости. Конвективные члены в уравнении сохранения импульса аппроксимировались по схеме Quick, а для турбулентных характеристик - Umist TVD. Связь полей скорости и давления осуществлялась посредством алгоритма SIMPLEC.
Пульсации давления фиксировались в точке на стенке конуса отсасывающей трубы, которая примерно соответствуют положению датчика давления на стенде.
Для расчета использовались блочно-структурированные сетки с разной степенью детализации: 162, 266 и 1062 тыс. ячеек. Сетки были детализированы в конусе отсасывающей трубы и сгущены ко входу.
Результаты
Для исследования влияния детализации сетки на конечные результаты был проведен расчет на сетках с разбиением: 69, 162 и 266 тыс. ячеек. Расчет проводился для режима раствора направляющих лопаток 24 мм (рисунок 2).
Рисунок 2 - Пульсации давления на стенке конуса отсасывающей трубы для различных расчетных сеток.
Как видно из рисунка, расчеты хорошо соотносятся с экспериментальными данными. Положение главных пиков расчетных данных немного сдвинуто в сторону увеличения частоты. Увеличение детализации не дает сдвига основных пиков. Для всех расчетных сеток они четко выделены и соответствуют экспериментальным.
Для дальнейшего исследования была выбрана сетка с наибольшей детализацией. Ниже представлены графики пульсаций давления для режимов раствора направляющих лопаток 14, 24 и 34 мм.
Рисунок 3 - Пульсации давления. Режим 14 мм.
Рисунок 4 - Пульсации давления. Режим 24 мм.
Рисунок 5 - Пульсации давления. Режим 34 мм.
Данные для режима 14 мм качественно соответствуют экспериментальным данным. Интенсивность пульсаций для эксперимента равна значению 10.4%, для расчетных данных эта величина равна 21%.
Для режима 24 мм положение пиков немного сдвинуто в сторону увеличения частоты. Интенсивность пульсаций для эксперимента - 7.3%, для расчетных данных - 6.9%.
Данные для режима 34 мм качественно соответствуют экспериментальным данным. Интенсивность пульсаций для эксперимента - 1.8%, для расчетных данных - 3.6%.
Данное исследование показывает, что расчетные данные хорошо описывают частоту и интенсивность пульсаций и могут применяться в дальнейшем.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Численное исследование силового взаимодействия газовой струи и несжимаемой жидкости через контактную поверхность. Физико-математическое моделирование кислородно-конвертерного процесса. Влияние управляющих параметров (давления и температуры в газопроводе).
дипломная работа [2,5 M], добавлен 18.02.2011Назначение теплообменных аппаратов. Особенности строения теплообменника "труба в трубе", материальный, тепловой и гидравлический расчет его основных параметров. Описание схемы процесса. Техника безопасности при работе с теплообменником "труба в трубе".
курсовая работа [653,6 K], добавлен 28.05.2014Исследование видов и единиц измерения давления жидкой или газообразной среды. Изучение классификации манометров. Описания жидкостных приборов. Обзор действия пьезоэлектрических манометров. Установка и использование измерительных преобразователей давления.
презентация [1,5 M], добавлен 22.07.2015Принцип работы и технические характеристики газотурбинной установки ГТК-25ИР. Демонтаж верхней и нижней половины соплового аппарата ступени турбины высокого давления. Разборка подшипников ротора и соплового аппарата. Разлопачивание диска турбины.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 24.07.2015Пакет Flow Simulation программы Solidworks 2012. Моделирование аэродинамической трубы на примере ПВД, получение эпюр распределения давления. Распределение давления вблизи корпуса. Динамическое давление внутри трубки Пито. Приемник статического давления.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 29.05.2014Понятие давления как физической величины. Типы, особенности устройства датчиков давления: упругие, электрические преобразователи, датчики дифференциального давления, датчики давления вакуума. Датчики давления, основанные на принципе магнетосопротивления.
реферат [911,5 K], добавлен 04.10.2015Расчет потерь напора на трение в данном отрезке трубы, потерь давления на трение в трубах в магистралях гидропередачи, при внезапном расширении трубопровода. Определение необходимого диаметра отверстия диафрагмы, расхода воды в трубе поперечного сечения.
контрольная работа [295,2 K], добавлен 30.11.2009Конструкция охлаждаемой лопатки турбины высокого давления. Выбор типа охлаждения лопатки - конвективно-пленочный. Построение контура профиля лопатки с помощью пакета программ SAPR, разбивка на сетку конечных элементов. Расчет коэффициентов теплоотдачи.
курсовая работа [4,3 M], добавлен 07.02.2012Нахождение давлений в "характерных" точках и построение эпюры давления жидкости на стенку в выбранном масштабе. Определение силы давления жидкости на плоскую стенку и глубины ее приложения. Расчет необходимого количества болтов для крепления крышки лаза.
курсовая работа [641,4 K], добавлен 17.04.2016Выбор номинального давления, расчет и выбор гидроцилиндров и гидромоторов. Определение расхода жидкости, потребляемого гидродвигателями, подбор гидронасоса. Выбор рабочей жидкости, расчет диаметров труб и рукавов. Расчет потерь давления в гидросистеме.
курсовая работа [171,8 K], добавлен 17.12.2013Понятие и характеристика паровой турбины. Особенности конструкции и предназначение паровой турбины. Анализ расчета внутренних потерь и схемы работы теплофикационной турбины и последовательность расчета ступеней давления. Эксплуатация турбинной установки.
курсовая работа [696,1 K], добавлен 25.03.2012Регулирование и контроль давления пара в паровой магистрали для качественной работы конвейера твердения. Стабилизация давления с помощью первичного преобразователя датчика давления Метран-100Ди. Выбор регулирующего устройства, средств автоматизации.
курсовая работа [318,8 K], добавлен 09.11.2010Термогазодинамический расчет двигателя. Согласование работы компрессора и турбины. Газодинамический расчет осевой турбины на ЭВМ. Профилирование рабочих лопаток турбины высокого давления. Описание конструкции двигателя, расчет на прочность диска турбины.
дипломная работа [3,5 M], добавлен 22.01.2012Баллоны, методы их производства, сферы использования. Технология изготовления комбинированных композитных баллонов давления БК-7 и БК-8. Определение зависимости значения давления, при котором происходит разрыв в ходе испытания, от массы самого изделия.
курсовая работа [668,3 K], добавлен 06.06.2013Общее описание приборов. Измерение давления. Классификация приборов давления. Особенности эксплуатации Индивидуальное задание. Преобразователь давления Сапфир-22-Еx-М-ДД. Назначение. Устройство и принцип работы преобразователя. Настройка прибора.
практическая работа [25,4 K], добавлен 05.10.2008Основные понятия о системах автоматического управления. Выборка приборов и средств автоматизации объекта. Разработка схемы технологического контроля и автоматического регулирования параметров давления, расхода и температуры пара в редукционной установке.
курсовая работа [820,3 K], добавлен 22.06.2012Годовое потребление газа на различные нужды. Расчетные перепады давления для всей сети низкого давления, для распределительных сетей, абонентских ответвлений и внутридомовых газопроводов. Гидравлический расчет сетей высокого давления, параметры потерь.
курсовая работа [226,8 K], добавлен 15.12.2010Проектирование автоматизированной системы для стабилизации давления сокового пара корпусов I и II выпарной станции. Описание используемых средств: Контроль температуры, давления, уровня. Исследование структуры и схемы системы автоматизации, компоненты.
курсовая работа [398,2 K], добавлен 16.03.2016Расчёт рабочих, геометрических параметров и выбор насоса, типоразмеров элементов гидропривода. Определение расхода рабочей жидкости проходящей через гидромотор. Характеристика перепада и потерь давления, фактического давления насоса и КПД гидропривода.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 17.06.2011Выбор номинального давления, расчет и выбор гидроцилиндров гидромотора. Определение расхода жидкости, потребляемого гидродвигателями, выбор гидронасоса. Подбор гидроаппаратов и определение потерь давления в них. Проверочный расчет гидросистемы.
курсовая работа [165,3 K], добавлен 24.11.2013
