Исследования и разработки в области компрессорной техники - Компрессорная, вакуумная, холодильная техника и системы транспорта и переработки газа

Основным направлением работы кафедры (годы существования кафедры: 1930-2019) и созданной ее специалистами научно-инжининиринговой группы «Компрессорная, вакуумная, холодильная техника и системы транспорта и переработки газа» являются исследования и разработки в области компрессорной техники.

Полная презентация Научно-инжиниринговой группы Компрессорная, вакуумная, холодильная техника и системы транпорта и переработки газа

История научно-технической школы нашей группы берет свое начало в 1930 году!

21 августа 1930 года в Ленинградском политехническом институте им. М.И. Калинина была создана кафедра компрессоростроения. Первая в мире специализированная кафедра по компрессорам и компрессорной технике.

Первым заведующим кафедрой стал выдающийся ученый-энергомашиностроитель Константин Иванович Страхович!

За период существования кафедры с 1930 по 2019 годы на кафедре было написано и защищено 145 кандидатских и 16 докторских диссертаций.

Константин Иванович Страхович — первый заведующий кафедрой компрессоростроения ЛПИ.

Константин Павлович Селезнев — основатель научной школы компрессоростроения в ЛПИ – СПбПУ. с 1960 г. и до 1989 г. заведовал кафедрой компрессоростроения ЛПИ ведущим научным центром компрессоростроения страны. В 1973 – 1983 гг. был ректором ЛПИ. После 1989 г. был профессором — научным руководителем исследовательских групп, связанных с тематикой центробежных компрессоров высокого и сверхвысокого давления.

Председатель НТС Министерства нефтяной и химической промышленности СССР, председатель секции компрессорного машиностроения.

Мы имеем значительную экспериментальную базу и базу верификации результатов CFD-моделирования

На кафедре расположены 7 испытательных стендов суммарной мощностью около 4,0 МВт. В том числе имеется стенд замкнутого контура на давление до 100 атм. Также на кафедре имеются 10 лабораторных стендов суммарной мощностью около 500 кВт.

На протяжении своей истории (1930-2019 гг.) кафедра накопила обширную базу результатов натурных экспериментов (более 500 экспериментов).

Модельные ступени кафедры

За многодесятилетнюю проектную и экспериментальную деятельность кафедры создана база данных:

-более 300 натурных испытаний ступеней центробежных компрессоров;

-более 150 испытаний элементов проточной части компрессоров;

— более полусотни результатов натурных исследований нестационарных процессов в центробежных компрессорах

Экспериментальные стенды кафедры КВиХТ

Стенд для испытания моделей центробежных компрессоров (мощность до 800 кВт, регулируемое число оборотов до 18000 об/мин)

Стенд для испытания моделей центробежных компрессоров при давлении до 100 атм.

Для развития теории и решения задач проектирования необходимы экспериментальные исследования моделей компрессоров на специальных стендах.

Масштаб внедрения результатов исследований

Например, только для газовой промышленности ОАО «Газпром» и других стран выполнены более 50 реализованных проектов компрессоров в количестве более 330 шт. с установленной мощностью около 5 млн. кВт – это около 10% всех центробежных компрессоров по компримированию природного газа ОАО «Газпром».

Пример: Пятиступенчатый нагнетатель 108-51-1 с конечным давлением 12,3 МПа. (Первый компрессор нового поколения для газовой промышленности. Газодинамический проект кафедры КВиХТ СПбПУ.

Проектирование и компьютерное моделирование компрессоров

Осерадиальное рабочее колесо проекта «РК-6», П=1,74, политропный КПД колеса по полным параметрам на расчетном режиме η*п ст=0,915.

Научно-инжиниринговая группа обладает собственными методиками газодинамического проектирования проточных частей центробежных компрессоров, включая собственные методики проектирования высокоэффективных осерадиальных рабочих колес.

По данным рейтинговых агентств США на 2016 г. исследования кафедры по крупноразмерным ОРК ЦК лидирующие в мире.

Проекты современных и перспективных компрессоров природного газа, выполненные специалистами научно-инжиниринговой группы.

Центробежный компрессор с осевым подводом

Проекты современных и перспективных авиационных компрессоров.

Проекты современных и перспективных компрессоров общепромышленного назначения.

Проекты осевых компрессоров.

Проект модернизации в целях повышения КПД и уменьшения массогабаритных показателей компрессора авиационного ГТД Д-36

Проект осевого компрессора природного газа магистрального газопровода

Исследование трехмерного вязкого течения ступени К-100-2Л.

Проекты компрессорных блоков и установок.

Герметичный блок-модуль газоперекачивающего агрегата мощностью N=16 МВт подводного расположения на устье скважины Штокмановского месторождения.

Компрессорная установка по утилизации попутного нефтяного газа с ротационно-пластинчатым компрессором

Используемые программные пакеты.

А также программные продукты собственной разработки!

Пример проведенной многопараметрической оптимизации, выполненной на кафедральном суперкомпьютере.

В результате проведенной кафедрой многокритериальной оптимизации удалось увеличить расчетный КПД модельной ступени НЗЛ-РЭПХ на 1,58%

Проточная часть центробежного компрессора

Более 30 лет кафедра КВиХТ проводит исследования в области нестационарных процессов в турбокомпрессорах.

Ведутся разработки признаковой системы защиты от помпажа турбокомпрессоров.

Собственный кафедральный стенд по исследованию нестационарных явлений в проточной части, в том числе предсрыва, срыва потока и попмажа

Собственный кафедральный стенд по исследованию нестационарных явлений в проточной части, в том числе предсрыва, срыва потока и помпажа.

Преимущества признаковой системы защиты от помпажа турбокомпрессора по сравнению с традиционной-параметрической:

Определение достоверной границы начала помпажа независимо от текущих условий эксплуатации турбокомпрессора.
Расширение устойчивой зоны работы турбокомпрессора не менее, чем на 5% в сторону помпажа.
Мониторинг в реальном времени параметров газодинамической устойчивости турбокомпрессора.