Improving the efficiency of radial-axial rotors of turbine stages through the use of complex lean of trailing edges

Авторы

  • R. A. Rusanov Szewalski Институт жидкостных машиностроения Польской академии наук, г. Гданьск, Польша, Poland
  • A. V. Rusanov Институт проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного НАН Украины, Ukraine
  • P. Lampart Szewalski Институт жидкостных машиностроения Польской академии наук, г. Гданьск, Польша, Poland
  • M. A. Chugay Институт проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного НАН Украины, Ukraine

Ключевые слова:

радиально-осевая турбина, проточная часть, аналитический метод профилирования, пространственное течение, численное моделирование, сложный навал

Аннотация

Проведено исследование влияния формы выходной кромки на структуру потока и интегральные характеристики проточной части, а также предложен модифицированный аналитический метод задания пространственных радиально-осевых рабочих колес (РК) со сложными навалами входных и выходных кромок. В качестве объекта исследования выбрано радиально-осевое РК, предназначенное для турбины турбодетандерного агрегата установки комплексной подготовки газа, работающей на одном из газоконденсатных месторождений. Рассмотрено три типа РК, имеющих одинаковую геометрию меридиональных обводов, но отличающихся формой выходных кромок. В первом варианте РК выходные кромки радиальные, во втором – прямые с окружным навалом, а в третьем – в виде дуги, наваленной в окружном направлении. Показано, что использование сложного навала выходных кромок низконагруженного радиально-осевого РК позволило повысить КПД на 3,1% по сравнению с конструкцией с радиальными выходными кромками

Биографии авторов

R. A. Rusanov, Szewalski Институт жидкостных машиностроения Польской академии наук, г. Гданьск, Польша

Доктор технических наук

A. V. Rusanov, Институт проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного НАН Украины

Доктор технических наук Заместитель директора по научной работе, заведующий отделом гидроаэромеханики энергетических машин

P. Lampart, Szewalski Институт жидкостных машиностроения Польской академии наук, г. Гданьск, Польша

Доктор технических наук

M. A. Chugay, Институт проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного НАН Украины

Кандидат технических наук

Библиографические ссылки

1. Pasquale, D., Ghidoni, A., Rebay, S. (2013). Shape Optimization of an Organic Rankine Cycle Radial Turbine Nozzle. J. Eng. Gas Turbines Power, 135 (4): 042308–1–042308–13.

2. Jacob, P. A., Ventura, C., Rowlands, A. S., Sauret, E. (2012). Preliminary design and performance estimation of radial inflow turbines: an automated approach. Trans. ASME: Journal of Fluids Engineering, 134: 1–13.

3. Rusanov, A.V., Moiseev, S.V., Sukhorebryi, P.N. Kos'ianova, A.I, Rusanov, R.A. (2012). Metod proektirovaniia vysokoeffektivnykh protochnykh chastei turbodetan-dernykh agregatov [Method of designing of high-efficiency flow part of turbo expanding assembly] Aviatsionno-kosmicheskaia tekhnika i tekhnologiia [Aerospace Engineering and Technology]. 8(95): 67–72.

4. Rusanov, A., Rusanov, R., Lampart, P. (2015). Designing and updating the flow part of axial and radial-axial turbines through mathematical modelling. Open Engineering (formerly Central European Journal of Engineering), 5: 399-410. DOI 10.1515/eng-2015-0047, Online ISSN 2391-5439.

5. Rusanov, R.A., Rusanov, A.V., Lampart, P., Chugay, M.A. (2016). Analytical method for profiling of radial stator blades of turbine stages. Journal of Mechanical Engineering. 19(3): 5–11. ISSN 0131-2928.

6. Klonowicz, P., Heberle, F., Preißinger, M., Brüggemann, D. (2014). Significance of loss correlations in performance prediction of small scale, highly loaded turbine stages working in Organic Rankine Cycles. Energy, 72: 322–330.

7. Kurzrock, J.W. (1989). Experimental Investigation of Supersonic Turbine Performance. Am. Soc. Mech. Eng, 89: 238.

8. Yershov, S. V., Rusanov, A. V. (1996). C. A. The complex program of calculation of three-dimensional gas flows in multistage turbomachinery «FlowER». State Agency of Ukraine on Copyright and Related Rights, PA number 77: 1.

9. Rusanov, A. V., Yershov, S. V. (2008). Mathematical modelling of unsteady gasdynamic processes in the turbomachine settings. IPMach NAS of Ukraine: 275.

Загрузки

Опубликован

2016-12-20

Выпуск

Том 19 № 4 (2016)

Раздел

Энергетическое машиностроение

Лицензия

Copyright (c) 2016 R. A. Rusanov, A. V. Rusanov, P. Lampart, M. A. Chugay

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NoDerivatives» («Атрибуция — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в этом  журнале, соглашаются со следующими условиями:

  • Авторы оставляют за собой право на авторство своей работы и передают журналу право первой публикации этой работы на условиях лицензионного  договора (соглашения).
  • Авторы имеют право заключать самостоятельно дополнительные договора (соглашения) о неэксклюзивном распространении работы в том виде, в котором она была опубликована этим журналом (например, размещать работу в электронном хранилище учреждения или публиковать в составе монографии), при условии сохранения ссылки на первую публикацию работы в этом журнале.
  • Политика журнала позволяет размещение авторами в сети Интернет (например, в хранилищах учреждения или на персональных веб-сайтах) рукописи работы, как до подачи этой рукописи в редакцию, так и во время ее редакционной обработки, поскольку это способствует возникновению продуктивной научной дискуссии и позитивно отражается на оперативности и динамике цитирования опубликованной работы (см. The Effect of Open Access).