Блинов Виталий Леонидович – кандидат технических наук, доцент кафедры «Турбины и двигатели»
г. Екатеринбург
Vitaly L. Blinov
Ekaterinburg
Зубков Илья Сергеевич – магистрант
г. Екатеринбург
Ilya S. Zubkov
Ekaterinburg
Бродов Юрий Миронович – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Турбины и двигатели»
г. Екатеринбург
Yuri M. Brodov
Ekaterinburg
Мурманский Борис Ефимович – доктор технических наук, профессор кафедры «Турбины и двигатели», УрФУ им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, начальник производственно-технического отдела Свердловского филиала ПАО «Т-Плюс»
г. Екатеринбург
Boris E. Murmanskiy
Ekaterinburg
ЦЕЛЬ. Рассмотреть особенности работы комплексных воздухоочистительных устройств в составе газотурбинных установок. Оценить возможность учета различных эксплуатационных факторов при проведении численного моделирования работы КВОУ. Разработать рекомендации по настройке сеточной и численной моделей для проведения исследований на тему анализа работы КВОУ и оценки технического состояния элементов в составе тракта устройства.
МЕТОДЫ. При проведении исследования основными являлись методы вычислительной гидрогазодинамики (CFD), реализуемые с применением CAE-систем.
РЕЗУЛЬТАТЫ. В ходе выполнения работы были выработаны рекомендации по настройке расчетной модели: параметры сеточной модели, выбор величины шероховатости, выбор способа учета гидравлического сопротивления элементов тракта и некоторые другие. Был разработан способ учета работы теплообменного аппарата для моделирования подогрева воздуха при низких температурах.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Ввиду высоких требований к подготовке воздуха для ГТУ важной задачей является проведение анализа работы КВОУ, заключающееся в моделировании возможных опасных режимов работы (например, обледенение элементов тракта при низких температурах) или в оценке влияния различных неисправностей на работу как устройства отдельно, так и всей ГТУ. Рассмотренный метод моделирования работы КВОУ позволяет получать удовлетворительную точность результатов при сравнительно невысоких требованиях к вычислительным ресурсам, моделировать теплообмен в тракте КВОУ, а также исследовать различные неисправности в секциях теплообменного аппарата КВОУ.
THE PURPOSE. To study the issues of air intake system’s performance as the part of the gas turbines. To estimate the possibility of modeling different performance factors of air intake systems with numerical simulation methods. To develop the recommendations of setting up the grid and the numerical models for researches in air intake system’s performance and assessing the technical condition of elements of it.
METHODS. The main method, which was used during the whole study, is computational fluid dynamics with usage of CAE-systems.
RESULTS. During the study the recommendations for setting up the numerical model were developed. Such factors as grid model parameters, roughness scale, pressure drop in elements of air intake system and some more were investigated. The method for heat exchanger’s performance simulation were created for modeling the air temperature raising.
CONCLUSION. The air intake system’s performance analysis becomes one of the actual topics for research because of the high demands of gas turbines to air, which is used in its annulus. The main part of these researches is in analysis of dangerous regimes of work (e.g. the icing process of annulus elements) or in assessing technical condition of air intake systems and its influence to the gas turbine as a whole. The developed method of numerical simulation allows to get the adequate results with low requirements for computational resources. Also this method allows to model the heat exchanger performance and study its defects’ influence to the performance of air intake system as a whole.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.