Чисельне моделювання проточної частини маловитратного аеротермопресора для проміжного охолодження циклового повітря газотурбінного двигуна

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorКоновалов, Дмитро Вікторович
dc.contributor.authorКобалава, Галина Олександрівна
dc.contributor.authorKonovalov, Dmytro
dc.contributor.authorKobalava, Halina
dc.date.accessioned2022-09-20T12:09:59Z
dc.date.available2022-09-20T12:09:59Z
dc.date.issued2019
dc.descriptionКоновалов, Д. В. Чисельне моделювання проточної частини маловитратного аеротермопресора для проміжного охолодження циклового повітря газотурбінного двигуна = Numerical modeling of the low-flow aerothermopressor flow part for the gas turbine cyclic air intercooling / Д. В. Коновалов, Г. О. Кобалава // Авиационно-космическая техника и технология : науч.-техн. журн. – Харьков, 2019.– № 4 (156). – С. 31–38.uk_UA
dc.description.abstractВикористання проміжного охолодження циклового повітря, в процесі стиснення в компресорі, сприятливо позначається на ресурсі газотурбінної установки (ГТУ) та на підвищенні її потужності, без зниження ресурсу роботи. В роботі проведено аналіз перспективного способу охолодження циклового повітря ГТУ, а саме контактного охолодження із застосуванням аеротермопресора, який представляє собою двофазовий струминний апарат, в якому за рахунок відведення теплоти від повітряного потоку відбувається підвищення тиску повітря та його охолодження. Основною проблемою при розробці аеротермопресора є визначення геометричних характеристик проточної частини апарата та системи упорскування рідини, які б дозволили забезпечити ефективне його застосування, з точки зору підвищення тиску і розпилення рідини. Для визначення основних характеристик аеротермопресора системи охолодження циклового повітря ГТУ було проведено аналіз роботи моделей апарату за допомогою комп'ютерного CFD-моделювання в програмному комплексі ANSYS Fluent. Була визначена методика розрахунку, обрана модель турбулентності, проведено розрахунок з урахуванням збіжності результатів та здійснена обробка та візуалізація вихідних даних в постпроцесорі, у вигляді графіків та полів. На основі цього було розроблено конструкцію аеротермопресора для ГТУ марки WR-21 фірми Rolls Royce. На першому етапі дослідження було проведено моделювання «сухого» аеротермопресора (без упорскування води в камеру випаровування). Було встановлено, що зниження тиску повітряного потоку внаслідок втрат на тертя складає близько 5 %. На другому етапі дослідження було проведено моделювання аеротермопресора з упорскуванням води в проточну частину (на вході в камеру випаровування). В результаті термогазодинамічної компресії підвищення повного тиску циклового повітря на виході з аеротермопресора склало 3,1 %, а температура охолоджуваного повітря знизилась на 280 К. Для забезпечення ефективного стиснення повітря в компресорі ГТУ було розглянуто неповне випаровування води в аеротермопресорі, що дало можливість отримати більш дрібнодисперсний потік на виході з дифузора, при цьому середній діаметр краплі води зменшився до 2,5 мкм.uk_UA
dc.description.abstract1A cyclic air intercooling application in the compression process in the compressor has a positive effect on the resource of the gas turbine plant (GTP) and on increasing its capacity without reducing the service life. The most promising method of cooling the cyclic air of the GTP, namely contact cooling by using an aerothermopressor, was analyzed in the paper. This heat exchanger is a two-phase jet apparatus in which, due to the removal of heat from the airflow, the air pressure is increased and its cooling occurs. The main problem in the development of the aerother-mopressor is to determine the geometric characteristics of the apparatus flow part and the fluidinjection system, which allow its effective application for increasing pressure and fluid spraying fine. An analysis was made of the apparatus models operation by using CFD simulation in the ANSYS Fluent software package to determine the aero-thermopressormain characteristics of the cyclic air cooling system of the GTP. The calculation method was deter-mined, the turbulence model was selected, the calculation was carried out taking into account the convergence of the results, and the output data were processed and visualized in the CFD-Post in the form of graphs and fields. Based on this, the aerothermopressor design was developed for a WR-21 gas turbine produced by Rolls Royce. At the first stage of the study, a “dry” aerothermopressor was modeled (without water injection into the evaporation chamber). It was found that the decrease in airflow pressure due to friction losses was about 5%. At the second stage of the study, a simulation of the aerothermopressor with water injection into the flow part (at the inlet to the evaporation chamber) was carried out. As a result of thermogasdynamic compression, the increase in the total air pressure at the outlet of the aerothermopressor was 3.1%, and the temperature of the cooled air was decreased by 280 degrees. To ensure effective air compression in the gas turbine compressor, incomplete evaporation of water in the aerothermo-pressor was considered. It made it possible to obtain finer water spraying at the diffuser outlet, while the average diameter of the water droplet decreased to 2.5 μm.uk_UA
dc.identifier.govdocDOI: https://doi.org/10.32620/aktt.2019.4.06
dc.identifier.issn1727-7337 (Print)
dc.identifier.issn2663-2217 (Online)
dc.identifier.urihttps://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/5901
dc.language.isoukuk_UA
dc.relation.ispartofseries621.452.3.037-717:532.5.011.1uk_UA
dc.subjectкомпресорuk_UA
dc.subjectаеротермопресорuk_UA
dc.subjectциклове повітряuk_UA
dc.subjectCFD-моделюванняuk_UA
dc.subjectcompressoruk_UA
dc.subjectaerothermopressoruk_UA
dc.subjectcyclic airuk_UA
dc.subjectCFD simulationuk_UA
dc.titleЧисельне моделювання проточної частини маловитратного аеротермопресора для проміжного охолодження циклового повітря газотурбінного двигунаuk_UA
dc.title1Numerical modeling of the low-flow aerothermopressor flow part for the gas turbine cyclic air intercoolinguk_UA
dc.title22019
dc.typeArticleuk_UA

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Konovalov_D_2019(1).pdf
Розмір:
824.89 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
стаття
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.05 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Статті. Кафедра теплотехніки