Вокин Леонид Олегович – аспирант сектора Турбин ВШЭМ ИЭ
г. Санкт-Петербург
Leonid O. Vokin – Higher School of Power Engineering, Institution of Energy
Saint-Petersburg
Семакина Елена Юрьевна – кандидат технических наук, доцент сектора Турбин ВШЭМ ИЭ
г. Санкт-Петербург
Elena Yu. Semakina– Higher School of Power Engineering, Institution of Energy
Saint-Petersburg
Черников Виктор Александрович – доктор технических наук, профессор, доцент сектора Турбин ВШЭМ ИЭ
г. Санкт-Петербург
Victor A. Chernikov –Higher School of Power Engineering, Institution of Energy
Saint-Petersburg
ЦЕЛЬ. Нахождение специального закона закрутки лопаток последней ступени стационарной ГТУ. В силу специфичности условий её работы – в системе с диффузором – традиционные законы закрутки приводят к неоптимальному течению в диффузоре и, как следствие, снижают эффективность всего блока и установки в целом. В работе предпринята попытка применения такой закрутки лопаточного аппарата, которая способствовала бы улучшению процесса восстановления давления в диффузоре. Исследовались две ступени с различными законами закрутки – с традиционным законом постоянства угла выхода потока из направляющего аппарата вдоль радиуса, и с «обратной закруткой» потока. Диффузор в обоих случаях использовался один и тот же.
МЕТОДЫ. В работе применялись численные и экспериментальные методы исследования трёхмерного потока. Экспериментальные исследования проводились с помощью пневмометрических пятиканальных зондов оригинальной конструкции на аэродинамическом стенде ЭТ-4 в лаборатории Турбостроения СПбПУ. Численные исследования выполнялись в пакете газодинамического расчёта CFX в качестве граничных условий использовались параметры в соответствующих сечениях, полученные во время физического эксперимента.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Были получены интегральные характеристики ступени, поля векторов скоростей потока в различных сечениях. Результаты эксперимента были сопоставлены с данными численных расчётов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Оптимальным законом закрутки для последней ступени, работающей в блоке с диффузором, является специальный тип закрутки её лопаточного аппарата – «обратная закрутка».
THE PURPOSE. Determination of the optimal law of swirling of the blades of the last stage of a stationary GTU. Due to the specificity of its operating conditions - in a system with a diffuser - the traditional laws of swirling lead to a non-optimal flow in the diffuser and, consequently, reduce the efficiency of the entire unit and the power plant as a whole. In this paper, we used numerical and experimental methods for studying a three-dimensional flow. Two stages with different laws of swirling were investigated - with the traditional law of constancy of the angle of flow out of the guide vanes along the radius, and with reverse swirling. The same diffuser was used in both cases.
METHODS. Experimental studies were carried out using pneumometric five-channel probes of an original design on an ET-4 aerodynamic stand in the Turbomachinery laboratory of SPbPU. Numerical studies were carried out in the CFX gas dynamic calculation package; the parameters in the corresponding sections, obtained during the physical experiment, were used as boundary conditions.
RESULTS. Integral characteristics of the stage, the vector of flow velocities in various sections were obtained. The experiment was compared with the numerical calculation and showed satisfactory convergence of the results.
CONCLUSION. The optimal swirling law for the last stage operating in a system with a diffuser is forced vortex flow.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.