Статьи - Компрессорная, вакуумная, холодильная техника и системы транспортировки и переработки газа

Рисунок 1. Линии тока вблизи лопатки ЛД а) гладкие стенки, б) песочная шероховатость 5 мкм, в) песочная шероховатость 10 мкм.

Численный эксперимент для лопаточного диффузора первой ступени промышленного многоступенчатого центробежного компрессора в программном комплексе Ansys CFX

Компрессор является одной из важнейших частей энергетических установок. Необходимо проводить оптимальное проектирование компрессора на заданные параметры. По этой причине изучение и понимание рабочего процесса компрессора является актуальным и востребованным.

Целью работы является численный эксперимент для лопаточного диффузора центробежной компрессорной ступени. Исследования выполняются с применением пакета программ Ansys CFX 14.0 (правообладатель лицензии — Отделение вычислительных ресурсов ИТК СПбГПУ). В процессе исследования решалась стационарная задача с применением RANS-модели турбулентности SST, по рекомендации [3].

В ходе работы рассматривался промышленный четырехступенчатый центробежный компрессор, виды которых находят широкое применение в холодильной и криогенной технике. Численный эксперимент проведен для лопаточного диффузора первой ступени.

Рисунок 2. Линии тока газа в выходной улитке.

Результаты моделирования пространственного течения в выходной улитки центро-бежного нагнетателя газоперекачивающего агрегата мощностью 32 МВт с применением программного пакета ANSYS CFX.

Актуальной проблемой кафедры Компрессорной, вакуумной и холодильной техники СПбГПУ является моделирование течения во входных и выходных элементах турбомашин, отвечающие критериям:

точности и качества построения сетки конечных элементов;
гибкости настройки и скорости решателя;
максимального совпадения полученных характеристик с экспериментальными [3].

Сложный характер течения в центробежных ступенях исключает его описание алгебраическими уравнениями. Поэтому невозможно осуществить оптимальное проектирование строгими математическими методами [2].

Рис.2 Модель проточной части ступени К50-3

Моделирование течения вязкого газа в модельной ступени К50-3 осевого компрессора

А.М.Яблоков аспирант, КВиХТ СПбПУ

научный руководитель Ю.В. Кожухов, к.т.н., доцент

ФГАОУ ВО Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

Создание эффективных и надежных компрессоров играет важную роль для развития двигателестроения, нефтяной и газовой промышленностей. Значительный рост этих отраслей и увеличение конкуренции среди ведущих отечественных, европейских и американских компаний приводит к необходимости проектирования агрегатов, отвечающих самым высоким требованиям, для соответствия которым необходимы улучшения, а в некоторых случаях доработки известных и используемых методов проектирования осевых компрессоров.

Опыт проектирования турбокомпрессоров кафедры «Компрессорная, вакуумная и холодильная техника» СПбПУ (ЦИАМ 2015г.)

Ю.В. Кожухов, ФГАОУ ВО «СПбПУ», кафедра «КВиХТ», Санкт-Петербург, Россия, kozhukhov_yv@mail.ru

Созданная в 1930 году единственная тогда кафедра в СССР для подготовки специалистов по всем видам компрессорной техники (тогда она называлась “Кафедра холодильных и компрессорных машин и установок”) сыграла свою роль в становлении компрессоростроительной отрасли, став одновременно и научным центром отрасли. Достаточно сказать, что книга первого заведующего кафедрой К.И.Страховича в 1940 году [1] была первой отечественной монографией по центробежным компрессорам.

Рис.2. Схема расположения пневмометрических приборов в радиальном сечении рабочего колеса и безлопаточного диффузора

Модернизация учебного стенда двухзвенной центробежной компрессорной ступени с осерадиальным рабочим колесом

Одной из главных отраслей промышленности является энергетическое машиностроение, которое включает в себя такие энергетические установки как центробежные компрессоры. В связи с ростом требований [2], предъявляемых к современным центробежным компрессорам, как по требуемому напору, так и по энергоэффективности возрастает необходимость в производстве высокоэффективных осерадиальных рабочих колес (ОРК). Применение центробежных компрессоров с осерадиальными рабочими колесами в настоящее время очень актуально на линейных компрессорных станциях магистральных трубопроводов сжатого природного газа. Также такие компрессоры широко востребованы в агрегатах турбонаддува двигателей внутреннего сгорания [3].