Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение эффективности лопаточного аппарата турбин, работающих на влажном паре, путем решения различных моделей течения двухфазных потоков Бабот, Феликс Носонович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Бабот, Феликс Носонович. Повышение эффективности лопаточного аппарата турбин, работающих на влажном паре, путем решения различных моделей течения двухфазных потоков : автореферат дис. ... доктора технических наук : 05.04.12.- Москва, 1997.- 27 с.: ил.

Введение к работе

Актуальность работы.Известно,что атомные паропроизводяпше становкн,вырабатывает слабо-перегретый водяной пар,параметры оторого уже перед первой нерегулируемой ступенью в главных тур-ішах и в сверхзвуковых соплах первых ступеней вспомогательных урбоприводов находятся вблизи линии насыщения. В аналогичных словиях работают и последние ступени мощных турбин ГРЭС.

Наличие влаги в проточной части обусловило появление и необходимость решения рада важнейших проблем,связанных с обеспече-ием надёжности и долговечности деталей вла-снопаровых турбин, первую очередь лопаточного аппарата,дисков и рабочих колёс из-а возможности эрозиоино-коррозионного их разрушения.

Для решения отих проблем необходимо развитие обобщающих тео-етических подходов,описывающих основные процессы тепломассооб-ена и. структурные характеристики двухфазных потоков в широком иапазоне изменения рекишнх параметров,а такке увеличение объё-, а физических исследований и научных работ по созданию математи-еских моделей рабочих процессов в элементах энергооборудования по разработке численных методов расчета.

В связи с этим весьма актуальной является разработка матемз-ических моделей процессов неравновесного влагообразовалия в верхззуковнх соплах,роста капель образования вторичной крупно-.исперсной влаги с широким спектром диаметров капель и её двгаїе-ш.т.е. в конечном итоге - влияний влаги на прочностные и тсхни-:о-экономическиэ характеристики проточной части.Такие модели кро-іе того долетів учитывать реальные свойства власного пара.диспорс-ость дискретной фазы.пространственностъ течения пара в каналах, ібразованішх относительно длинными лопатками, реальное распреде-сенае влаги по высоте проточной части и переменные резкими работы 'урбшш.

Численное моделирование позволит глубже последовать особен-іости сланных процессов межфазовых переходов и взаимодействия из на базе уравнений математической и статистической физики,ме~' саники жидкости и газа и термодинамики,а анализ результатов чис-іенянх экспериментов,выполненных на них с помощью современных дШ іолжен но только обеспечить прогнозирование эрозионного износа, ю и дать рекомендации к проектированию проточных настой влаяно-таровых турбш с повышенной надёжностью и моторесурсом.Раз-


I

работке методов решения этих вопросов к посвящена предлагаема; работа.

Целью работы является повышение надёжности, долговечності и тепловой экономичности влажнопаровых турбин на базе разрабо* комплекса математических моделей полидисперсного потока

Автор защищает

математическую модель пространственного течения крупно-дисперсной влаги, в проточной части, основанную на моделирован) процесса образования калель методом Монте-Карло, позволяющую повысить надёжность и существенно увеличить ресурс работы проточной часта путем анализа результатов прогнозирования зрозиоі ного износа лопаточного аппарата влажнопаровых турбин с учетої дисперсности дискретной фазы и её реального распределения по ] соте лопаток;

метод расчёта важнейших структурних составляющих потер] с влагой, а именно, потери энергии на разгон калель потоком ш ра и потери торможения от соударения капель с рабочим колесом основанный на математической модели пространственного движенш влаги в проточной части;

результаты аналитического исследования неравновесного влагообразования в сверхзвуковых соплах, выполненного на базе канетической теории .жидкости с учетом свойств реального быстр< движущегося переохлаждённого водяного пара;

метод расчёта двухфазного пограничного слоя на плоской пластине о учётом межфазного взаимодействия и неоднородности < текания капли сдвиговым потоком путем использования метода Монте-Карло.

Научная новизна работы состоит:

в создании метода прогнозирования эрозионного износа лопаточного аппарата влажнопаровых турбин на базе математичесі модели трёхмерного движения влаги с учётом дисперсности капелі и реального распределения влаги по высоте проточной части, по: лящего исследовать процесс образования крупнодисперсной влаг; и сформулировать рекомендации, направленные на снижение эрозионного износа деталей турбин и повышения их моторесурса;

в создании математической модели пространственного дви; ния широкого спектра крупнодисперсных капель в проточной часті вл&здопаровых турбин, в основу которой положено моделирование процесса образования крупных капель методом Монте-Карло и рас

ипелъ по размерам и массы влаги по высоте проточної] час->зволяст рассчитывать залшіішие структурные составлящие влажностью,а шенно,потери на разгон капель потоком па-іри тормопеиия рабочего колеса от соударения с каплями; разработке и реализации математической модели неравно-гроцесса влагообразования в движущемся с большой скорос-л переохлажденного реального водяного пара с учетом псорости изменения параметров движущемся в сопле потока :ть образования зародышей лсидкой тазы; разработке и реализации метода расчёта двухфазного по-'0 слоя на плоской пластине с учётом метоазного взашго-и неоднородности обтекания сферической капли сдвиговым іутем использования метода Монте-Карло; выработке теоретических основ взаимосвязи повышения ре-іаточного аппарата влаянопаровых турбин с одновременным іем его тепловой эффективности, и технологичности конот-юрных ступеней.

стичесное значение работы заключается з следующем: шменение математической модели пространственного движе-юддсперсноЗ влаги и.построенной на её основе.программы зования эрозионного износа лопаточного аппарата влагио-;урбии позволяет исследовать и анализировать влияние гео-сих и режимных параїлетров на интенсивность эрозионного ш деталей проточной части и вцбрать конструктивные меро-збеспечивающие еншение эрозионного износа и существен-иение ресурса облопачивания;

пользование програшы расчета неравновесного процесса даі влаги в сверхзвуковых поплах позволяет повысить как определения параметров потока, на выходе из сопла, так шболео важно,знать параметры дискретной фазы на входе ) решетку,т.е. количество капель всех возможных диамет-

ззработанный комплекс програші для расчетов па ЭШ ос-эставляющпх потерь энергии, обусловленных наличием влага іой части, а тленно, потерь на трение во влажнопаровом юм слое,потерь на разгон ісруїшодисперсной влаги потоком з торшнение рабочего колеса этими каплями,позволяет ис-і и анализировать зависимость каздоіі из этих потерь

в отдельности от режимных и геометрических параметров, а,следовательно, и принять мери к их снееэншо;

- использование комплекса програш для ЭВМ расчёта влаж-
нопарового потока в осевых турбинах позволяет автоматизиро
вать процесс проектирования и снизить его трудоеажость.а так
ие повысить качество проектов за счет проведеная шрокомаштаб-'
ного численного эксперимента.

Достоверность и обоснованность научных результатов определяется:

использованием в математических моделях фундаментных уравнений газовой динаиики.кинетичэской теории авдкости,термодинамики и статистической физики,современных методов вычислительной математики;

получением в результате применения разработаяннх моделей таких вариантов конструкций проточной части,которые по своим ге-сметрическам параметрам близки к тш конструкциям,которые получены путем длительной и всесторонней экспериментальной отработки;

удовлетворительным совпадением результатов расчётов с экспериментальными данными различных организаций .полученных в разное время и в широком диалазоне изменения конструктивных ж режимных параметров.

АПРОЕАЦЖ РАБОТЫ Материалы диссертации докладывались:

- на УП Всесоюзной конференции "Двухфазный поток в энергети
ческих ыашшах и аппаратах",1985г..проводимой Госкомитетом СССР
по науке и технике и Научным Советом АН СССР по комплексной про
блеме "Тэплофизика и теплоэнергетика",а такке на Ж конференции

в 1990г.;

на республиканской научно-технической конференцаи"Матвма-тическае модели процессов и конструкций энергетических турбомашин в системах их автоматизированного проектирования",г.Готвальд 1982г,проводимой Украинским отдалением научного Совета АН СССР по комплексным проблемам энергетика;

на научно-технических семинарах по теплофизике эвергообо-рудованкя ленинградского отделения Научного Совета АН СССР по комплексной проблеме "Теплофизика и теплоэнергетика",1984.1985, 1986 г.г.

Материалы диссертации представлялись на конкурсы Центрального правления и МО НТО им. акад. А.Н.Крылова и отмечены грамотами (1983,1984,1985 г.г.) и дипломом П степени (1986г.).

По результатам работы опубликовано 7 статей в центральных изданиях: "Теплоэнергетика", "Энергомашиностроение","Известия ВУЗов", а также в трудах ЦНИШФа и в отраслевых изданиях, опубликовано 2 тезиса докладов на Всесоюзных и республиканских конференциях.

Реализация работы. Представленный в работе комплекс программ прогнозирования износа влакнопаровых ступеней и расчота потерь энергии с влажностью пара внедрен в практику проектирования в ОКБ "Турбоатом" Харьковского производственного объединения атомного турбиностроения (акт внедрения от 7.04.91г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из 4 глав, заключения, списка литературы,содержащего 141 наименование. Работа изложена на 198 страницах машинописного текста,иллюстрирована 48 рисунками, 2 таблицами.