Разработка методики оценки качества осерадиальных уплотнений турбин
Ключевые слова:
осерадиальное уплотнение, коэффициент расхода уплотнения, методика оценки качества уплотненияАннотация
Потери, связанные с наличием протечек через радиальные надбандажные уплотнения, обычно учитываются при расчете эффективности всей ступени. При этом коэффициент расхода через уплотнения часто оценивался с помощью формулы Стодолы, в которой используются эмпирические величины, существенно зависящие от конкретной формы уплотнения. В последнее время в мощных паровых турбинах все чаще используются осерадиальные уплотнения. Однако надежных эмпирических зависимостей для оценки коэффициента расхода уплотнений данного вида нет. Целью данного исследования является разработка инженерной методики для расчета осерадиальных уплотнений, которая позволяет определить коэффициент расхода через уплотнения с учетом влияния на него как геометрических и режимных параметров, так и смещения усиков уплотнения, вызванное тепловым расширением проточной части. В качестве объекта исследования было выбрано осерадиальное надбандажное уплотнение 3-й ступени ЦВД одной из мощных паровых турбин. Варьируемыми параметрами были выбраны 10 величин: отношение скоростей u/с, угол потока около периферийной поверхности, окружная скорость, количество усиков уплотнения слева, количество усиков уплотнения справа, шаг между усиками, высота усиков, радиальный зазор, ширина средней камеры, смещение от теплового расширения. Согласно поставленной цели исследования был составлен план эксперимента, который в общей сложности состоял из 132 расчетных. Все расчеты были выполнены в трехмерной постановке (CFD). Проведение расчетов по плану эксперимента позволило получить формальную макромодель повышенной точности и построить зависимости коэффициента расхода от каждого из варьируемых параметров. Разработанная методика позволяет определять коэффициент расхода осерадиального уплотнения в зависимости от его геометрических и режимных характеристик, а также с учетом смещения ротора относительно статора от теплового расширения. По результатам исследования создана программа «Clearance», позволяющая в диалоговом режиме определять величину коэффициента расхода через осерадиальное уплотнение.
Библиографические ссылки
Shhegljaev A. V. (1976) Parovye turbiny (teorija teplovogo processa i konstrukcii turbin). Uchebnik dlja studentov jenergomashinostroitel'nyh i teplojenergeticheskih special'nostej vuzov. Izd. 5-e. [Steam Turbines (theory of thermal engineering process and turbine construction). Textbook for students of Power Energy and Heat Energy specialties. Edition #5]. Moscow, Energy.
Bondarenko G. A. and V.N. Baga (2015) Issledovanie techeniya v labirintnom uplotnenii [Studying the Flow in the Labyrinth Sealing]. Power and thermal engineering processes and equipment. № 15(1124), NTU "KhPI".
Rechtschaffner R. L. (1967) Saturated fractions of 2n and 3n factorial designs // Technometrics. V. 9.
Boiko A. V., Usatyj A. P. and Barannik V. S. (2013) Povyshenie tochnosti formal'noj makromodeli pri planirovanii jeksperimenta [Increasing of the Formal Metamodel Accuracy using Experiment Planning Theory]. Power and thermal engineering processes and equipment. No. 5, NTU "KhPI".
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2015 А. В. Бойко, А. П. Усатый, Д. И. Максюта
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).
