Метод расчета нестационарного образования жидкой фазы в быстрорасширяющихся потоках переохлажденного пара в ступенях влажнопаровых турбин
Ключевые слова:
влажность, ступень, математическая модель, метод, переохлажденный пар, конденсацияАннотация
Поставлена и решена задача о нестационарном зарождении жидкой фазы в быстрорасширяющихся потоках переохлажденного пара в проточной части турбомашин. Для ее решения развита классическая теория конденсации Зельдовича–Френкеля для случая зависимых от времени внешних условий. Для характеристики уровня нестационарности введен коэффициент нестационарности, связывающий время релаксации к стационарному распределению и скорость изменения барьера зарождения.Разработан численно-аналитический метод расчета конденсации, который реализован в виде пакета прикладных программ. Метод последовательно учитывает нестационарность процесса конденсации. В его основе лежит универсальная система уравнений, которая позволяет производить расчеты установившихся и нестационарных течений с конденсацией при произвольном значении коэффициента конденсации. Данная система является обобщением на случай нестационарного зарождения известной системы «моментных уравнений». Проведены численные исследования на модели, которые показали высокую эффективность и точность метода в широком диапазоне скоростей расширения. Выполнено сравнение с существующими «стационарными» методами и эталонным численным решением. Совпадение результатов можно считать удовлетворительным.
Библиографические ссылки
Baumann K. Some recent developments in large steam turbine practice. J. Inst. elect. Engrs., 1921, vol. 59, pp. 565–623.
Garmathy G. Grundlagen einer Theorie der Naßdampfturbine. Zürich, 1962. 196 р.
Kirillov I.I., Iablonik R.M. Osnovy teorii vlazhnoparovyh turbin [Basic theory of wet steam turbines]. Leningrad, Mashinostroenie Publ., 1968. 264 p.
Deich M.E., Filippov G.A. Gazodinamika dvuhfaznyh sred [Gasdynamics of two-phase environment]. Moscow, Energiia Publ., 1968. 424 p.
Danmei Xie, Xinggang Yu, Wangfan Li. Numerical Simulation of Water Droplets Deposition on the Last-Stage Stationary Blade of Steam Turbine. Energy and Power Engineering, 2010, no.2, pp. 248-253.
B. Ismailov, K. Ismailov, A. Urmatova, T. Koyshieva. Mathematical Modelling, Dynamic and Mass-Transfer Calculation of Gas-Drop Mixture in the Mass-Transfer Apparatus Multistage Channels. Applied Mathematical Sciences., 2014, vol. 18, no.92, pp. 4561-4570.
Shubenko A.L., Koval’skii A. E. Kapleudarnaia eroziia lopatochnyh apparatov parovyh turbin. Prognozirovanie i metody zashchity [Drops Shock erosion steam turbine blade system. Forecasting and methods of protection]. Vestnik NTU “KhPI”. Energeticheskie i teplotehnicheskie processy i oborudovanie — Messenger of NTU “KhPI”. Power and thermal engineering processes and equipment, 2012, no.7, pp. 76–87.
Shubenko A.L., Strel’nikov I.S. Diskretnyi podhod k opisaniiu krupnodispersnoi vlagi pri opredelenii mehanicheskih poter’ v poslednei stupeni CND vlazhnoparovyh turbin [The discrete approach to describing the coarse water in determining the mechanical losses in the last stage of the LPC wet steam turbines]. Vestnik NTU “KhPI”. Energeticheskie i teplotehnicheskie processy i oborudovanie — Messenger of NTU “KhPI”. Power and thermal engineering processes and equipment, 2014, no.3, pp. 21-28.
Shubenko A.L., Goloshchapov V.N., Strel’nikov I.S, Reshit’ko I.V. Vliianie krupnodispersnoi vlagi na rabochie processy vlazhnoparovyh stupenei turbin [Effect of coarse particle moisture on work process of the wet steam stages of turbines]. Energy saving. Power engineering. Energy audit, 2014, no.11(130), pp. 28-39.
Rusanov A.V., Ershov S.V. Matematicheskoe modelirovanie nestatsionarhyh gazodinamicheskih processov v protochnyh chastiah turbomashin [Mathematical modeling of unsteady gas dynamic processes in the setting of turbomachines]. Kharkov, Institute of Problems of Mechanical Engineering National Academy of Science of Ukraine Publ., 2008. 275 p.
Tarelin A.A., Skliarov V.P. Parovye turbiny: elektrofizicheskie iavleniia i neravnovesnye processy [Steam turbines: electrical phenomena and nonequilibrium processes]. Saint-Petersburg, Energoteh Publ., 2012. 292 p.
Zel’dovich Ia.B. K teorii obrazovaniia novoi fazy. Kavitaciia [The theory of the formation of a new phase. Cavitation]. Zhurnal eksperimental’noi i teoreticheskoi fiziki –The Journal of Experimental and Theoretical Physics, 1942, part 12, no.11-12, pp. 525-534.
Frenkel’ Ia.I. Kineticheskaia teoriia zhidkostej [Kinetic Theory of Liquids]. Leningrad, Nauka Publ., 1975. 598 p.
Shubenko A.L., Shneidman V.A. Nestacionarnoe neizotermicheskoe zarozhdenie zhidkoi sredy pri kondensacii [Non-stationary and non-isothermal nucleation of the liquid medium during condensation]. Doklady AN USSR. Fiziko-matematicheskie i tehnicheskie nauki [Reports of Academy of Sciences of Ukraine. Physical and mathematical and engineering sciences], 1988, no.1, pp. 69-72.
Shubenko A.L. Modelirovanie processa zarozhdeniia novoi fazy pri rasshirenii pereohlazhdennogo para v protochnoi chasti turbomashin [Modeling of nucleation of a new phase in the expansion of supercooled steam in the flow of the turbomachinery]. Izvestiia AN SSSR. Energetika i transport – News of Academy of Sciences of USSR. Energy and transport, 1990, part 36, no. 6, pp. 90-97.
Saltanov G.A. Neravnovesnye i nestacionarnye processy v gazodinamike odnofaznyh i dvuhfaznyh sred [Non-equilibrium and non-stationary processes in gas and dynamics of single-phase and two-phase media]. Moscow, Nauka Publ., 1979. 286 p.
Shubenko A.L. Matematicheskoe modelirovanie processov techeniia vlazhnogo para i ocenka ih vozdeistviia na harakteristiki protochnyh chastei turbin: dissertaciya na soiskanie uchenoi stepeni doktora tehnicheskih nauk [Mathematical modeling of flow of wet steam and assess their impact on the characteristics of flow of turbines parts: the dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences]. Kharkov, 1994. 265 p.
Barschdorff D., Hausmann G., Ludwig A.. Flow and Drop Size Investigations of Wet Steam and Sub- and Supersonic Velocity with the Theory of Homogeneous Condensation. Proc. 3-rd. Sci. Conf. Steam Turbines of Great output. Gdansk, 1974, no.70-72, pp. 241-257.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2015 Александр Леонидович Шубенко, В. Н. Голощапов, Н. Ю. Бабак, И. В. Решитько
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).
