Выбор сеточной модели и оценка влияния измерительных приборов в задачах моделирования вязкого потока в малорасходных ступенях центробежного компрессора

В работе рассматривается вопрос выбор сеточной модели и оценка влияния измерительных приборов, расположенных в проточной части (ПЧ) при численном моделировании (RANS-подход) вязкого потока газа в малорасходной ступени центробежного компрессора с условным коэффициентом расхода Ф=0,008 в программном комплексе Numeca Fine/Turbo. Проведена оценка влияния измерительных приборов — трубок полного давления, расположенных в 3 сечениях по диаметру диффузора. Сделан вывод о незначительном влиянии измерительных приборов по сравнению с другими видами потерь в малорасходной ступени центробежного компрессора. Рассмотрен вопрос сеточной независимости решения расчетной модели в рабочем тракте ступени и притрактовых областях. Показано, что обеспечение сеточной независимости решения в притрактовых областях малорасходной ступени важно не менее, чем в лопаточных аппаратах проточной части. Оценено влияние безразмерного расстояния первого пристеночного слоя y+ при использовании низкорейнольдсовой модели турбулентности Spalart-Allmaras.

Обоснование выбора расчетной области в задачах моделирования вязкого потока в малорасходных ступенях центробежного компрессора

В работе рассматривается вопрос определения расчетной области проточной части (ПЧ) при численном моделировании (RANS-подход) вязкого потока газа в малорасходной ступени центробежного компрессора с условным коэффициентом расхода Ф=0,008. Рассматривается несколько вариаций замены конструкционной сборки проточной части модельной ступени газодинамической моделью: основной рабочий тракт ступени; основной рабочий тракт ступени с учетом входного участка – патрубок и обтекатель;  основной рабочий тракт ступени с учетом притрактовых областей с полным и частичным присоединением к проточной части; основной рабочий тракт ступени с учетом поверхностей трения ступицы рабочего колеса.

The investigation of absolute flow non-uniform velocity distributions influence at the centrifugal compressor axial radial impeller inlet using numerical calculation methods in ANSYS CFX.

Abstract. Currently, methods of numerical modelling are widely used. They are especially widely used in the design of turbo compressors. For the specific task of designing new flowing parts of a centrifugal compressor, it is not recommended to deviating from the canonical design techniques, but it is preferable to supplement them with numerical methods. This article is devoted to the end two-element stage investigation of a centrifugal compressor with an axial radial impeller, the stage main dimensions were obtained by the method of V.F.  Rice. In order to obtain the necessary pressure characteristics and determine the dependence for the absolute velocity non-uniform distribution at the inlet to the axial radial impeller, the flow path main dimensions were optimized using numerical calculation methods.  The calculation was performed using the SST turbulence model using computational gas dynamics methods in the ANSYS CFX software environment.  Based on the optimization results, five compressor designs and corresponding characteristics were obtained.  The absolute velocity distribution nature at the inlet to the centrifugal compressor axial radial impeller for five flow path variants is investigated.  Empirical dependences are obtained for the deviation at the inlet to the absolute velocity in the hub section axial radial impeller and the absolute velocity deviation at the shroud from the absolute velocity at the average diameter based on the results of a numerical experiment.  Recommendations are made for further absolute velocity distributions investigating at the inlet to the compressor impeller.

Contamination effects study in the centrifugal compressor flow stage by means numerical simulation methods.

Abstract. At the moment there is no effective way to clean the flow of the turbine unit, which is justified from an economic point of view. It is important to understand how deposits affect compressor performance and the need to clean contaminants. In the available literature, such studies are not described. The computational the model stage domain for the study includes the following elements: inlet pipe, impeller, bladeless diffuser, swivel elbow, backward guide apparatus, outlet pipe. For calculations, the computational fluid dynamics methods in the Ansys software package were used. A numerical experiment was carried out in six mass flow rate variants, two impeller revolutions  variants, and three different sediment thicknesses in the flow part variants. Based on the numerical experiment the results, the calculated machine operating modes characteristics are constructed. The analysis revealed that the studied deposits cause a drop in the stage characteristics by 1.5-2%. Losses in the stage increase in proportion the thickness deposits in the compressor flow part.

ОСТАЛИСЬ ВОПРОСЫ?

Позвоните нам по телефону +7 (812) 715-41-64
или оставьте заявку и получите консультацию нашего эксперта