DOI: https://doi.org/10.20998/2078-774X.2018.13.02

ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА УЧЕТА СЖИМАЕМОСТИ ПОТОКА ПРИ ТЕЧЕНИИ В ДИАФРАГМАХ С ОСТРЫМИ КРОМКАМИ

Alexander Tarasov, Oksana Lytvynenko, Irina Myhaylova

Анотація


В статье на основе CFD анализа обоснован метод учета сжимаемости воздуха при течении через диафрагму с острыми кромками. Показано, что расчет массового расхода при заданных давлениях перед и за диафрагмой может быть выполнен с достаточной точностью, если использовать известные зависимости для коэффициента гидравлических потерь давления для несжимаемой среды при условии введения поправки на сжимаемость. Показано, что в отличии от коэффициента гидравлического сопротивления, который зависит только от геометрических размеров диафрагмы при Re > 105, коэффициент расхода зависит от отношения давлений перед и за диафрагмой. Поэтому использование коэффициента гидравлического сопротивления является более предпочтительным. Определение числа Маха при сверхкритическом отношении давлений представляет определенную сложность, так как область, где M > 1 имеет место в суживающейся струе на некотором расстоянии от диафрагмы. Несмотря на это, в инженерных расчетах предложено, в качестве определяющего размера использовать диаметр отверстия, и все параметры потока приводить к живому сечению диафрагмы. При этом вводиться поправка на коэффициент гидравлического сопротивления по методу, изложенному в статье.

Ключевые слова: система охлаждения, газовая турбина, гидравлическое сопротивление, расход воздуха.


Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


McGreehan, W. F. (1989), "Flow Characteristics of Long Orifices With Rotation and Corner Radiusing", Modern machine building, Series A, No. 4, pp. 141–146.

Idelchik, I. E. (1992), Reference book on hydraulic resistance, Mechanical engineering, Moscow, Russia.

Tarasov, A. I., Lytvynenko O. A. and Myhaylova I. A. (2017), "Flow characteristics of orifices used in gas turbine cooling systems", Bulletin of NTU "KhPI". Series: Power and heat engineering processes and equipment, no. 10 pp. 52–58, ISSN 2078-774X, doi: 10.20998/2078-774X. 2017.10.07.

Shvec, Y. T. and Dyban, E. P. (1974), Air cooling of gas turbine parts, Scientific thought, Kiev, Ukraine.

Kopelev S. Z., Slitenko A. F. (1994), Constructions and calculation cooling systems GTD (Monograph), Kharkov, Ukraine.

Ivanov V. L., Leontiev A. I., Manushin E. A., Osipov M. I. (2004), Heat exchangers and cooling systems for gas turbine and combined plants, MSTU them. N. E. Bauman, Moscow, 592 p.

Deich M. E. (1974), Technical Gas Dynamics, Energy, Moscow, 592 p.

Tarasov A. I., Dolgov A. I. (2006), THA (Thermal & Hydraulic Analysis) / Certificate of official registration of computer programs № 2007610141, 10 November 2006. Rospatent, federal institute of industrial property Pat. 2007610141.

Tarasov A. I. and Tran Cong Sang (2010), "Hydraulic Networks Modeling With Compressibility Heat Carrier", Bulletin of NTU "KhPI". Series: Power and heat engineering processes and equipment, no. 3, pp. 92–101, ISSN 2078-774X.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1.   Макгрихан. Расходные характеристики утолщенных диафрагм со скругленной входной кромкой при закрутке потока. Современное машиностроение. 1989. Серия А, № 4. C. 141–146.

 

2.   Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. Москва: Машиностроение, 1992. 672 с.

 

3.   Тарасов А. И., Литвиненко О. А., Михайлова И. А. Расходные характеристики отверстий, применяемых в системах охлаждения газовых турбин. Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Енергетичні та теплотехнічні процеси й устаткування. Харків: НТУ «ХПІ», 2017. № 10 (1232). С. 52–58. Бібліогр.: 6 назв. ISSN 2078-774X. doi: 10.20998/2078-774X.2017.10.07.

 

4.   Швец И. Т., Дыбан Е. П. Воздушное охлаждение деталей ГТ. Киев: Наукова думка, 1974. 487 c.

 

5.   Копелев С. З., Слитенко А. Ф. Конструкции и расчет систем охлаждения ГТД : монография. Харьков: Основа, 1994. 239 с.

 

6.   Иванов В. Л., Леонтьев А. И., Манушин Э. А., Осипов М. И. Теплообменные аппараты и системы охлаждения газотурбинных и комбинированных установок. Москва: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 592 с.

 

7.   Дейч М. Е. Техническая газодинамика. Москва: Энергия 1974. 592 с.

 

8.   THA (Thermal & Hydraulic Analysis) / А.И. Тарасов, А.И. Долгов: Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ № 2007610141, 10 ноября 2006. Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам, Россия.

 

9    Тарасов А. И., Чан Конг Шанг. Расчет гидравлических сетей с учетом сжимаемости теплоносителя. Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Енергетичні та теплотехнічні процеси й устаткування. Харків: НТУ «ХПІ», 2010. № 3. С. 92–101. ISSN 2078-774X.