ВПЛИВ ГЕОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ РОБОЧОГО КОЛЕСА НА ЕНЕРГЕТИЧНІ ПОКАЗНИКИ РАДИАЛЬНО-ОСЬОВОЇ ГІДРОТУРБІНИ
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
У статті наводиться методика пошуку раціональних варіантів спроектованого робочого колеса радіально-осьової гідротурбіни, яка заснована на чисельному моделюванні впливу геометричних та режимних параметрів на енергетичні характеристики гідротурбіни. Такий пошук здійснюється за допомогою багатоваріантного чисельного аналізу на основі математичного опису енергетичної взаємодії потоку з робочими органами гідротурбіни. Викладена методика прогнозування та аналізу кінематичних та енергетичних характеристик дозволяє визначати кінематичні (швидкості, кути потоку) та енергетичні параметри (баланс втрат енергії, ККД) у заданому діапазоні режимних параметрів. Ці дані необхідні для оцінки окремих видів втрат (тертя, циркуляційних, ударних та ін.). Така інформація є основою для внесення змін до геометрії робочого колеса (модифікацій) з метою підвищення енергетичних показників. Математичний опис робочого процесу заснований на принципах блочно-ієрархічного підходу і є комплексом взаємопов'язаних між собою моделей різного рівня. При цьому кожен ієрархічний рівень характеризується різним ступенем деталізації математичного опису та своїм підходом під час вирішення задачі. Загальна структура математичного опису встановлюється за допомогою основного рівняння гідротурбіни та рівняння балансу енергії. Для отримання функціональних залежностей між основними параметрами гідротурбіни з геометричними та режимними параметрами у безрозмірній формі використовуються методи теорії розмірності. При побудові моделей втрат вноситься певна похибка у зв'язку з прийнятим припущенням незалежності видів втрат друг від друга. Наведена методика не дозволяє досить точно визначити величини ККД. Однак вона дозволяє з'ясувати основні закономірності зміни в залежності від режимних і геометричних параметрів для різних варіантів модифікацій робочого колеса. Це підтверджується задовільною збіжністю дослідних даних та результатів розрахунку.
Блок інформації про статтю
Посилання
Kolychev V. A. Modelirovanie kinematicheskikh kharakteristik protochnoy chasti gidroturbiny [Modeling of kinematic characteristics of hydraulic turbine flow space]. Vestnik Khar'kovskogo gosudarstvennogo politekhnicheskogo universiteta [Bulletin of the Kharkov State Polytechnic University]. Kharkov, KhGPU Publ.,1998, issue 21, pp. 42 –47.
Barlit V. V. Sovremennye gidrodinamicheskie metody rascheta lopastnykh sistem i SAPR gidromashin [Modern hydrodynamic methods of calculation of blade systems and CAD of hydraulic machines]. Kiev, UMK MO Ukrainy Publ., 1992. 180 p.
Nagafuje T. Study of Perfomance Prediction of Francis Turbines. Proc. of the 13th Symposium of JAHR. Montreal, 1986, pp. 47–54.
Kolychev V. A., Drankovskiy V. E., Marakhovskiy M. B. Primenenie metodov optimizatsii dlya rascheta parametrov optimal'nogo rezhima gidroturbiny [Application of optimization methods to calculate the parameters of the optimum hydraulic turbine mode]. Vestnik Khar'kovskogo gosudarstvennogo politekhnicheskogo universiteta [Bulletin of the Kharkov State Polytechnic University]. Kharkov, KhGPU Publ., 1997, issue 8, pp. 93 –100.
Kolychev V. A. Kinematicheskie kharakteristiki potoka v lopastnykh gidromashinakh [Kinematic characteristics of flow in bladehydraulic machines]. Kiev, ISIO Publ.,1995. 272 p.
Barlit V. V., Mironov K. A., Vlasenko A. V., Jakovleva L. K. Raschet i proektirovanie protochnoy chasti reaktivnykh gidroturbin na osnove chislennogo modelirovaniya rabochego protsessa [Calculation and design of the flow part of jet turbines based on numerical simulation of the workflow]. Kharkov, NTU "KhPI" Publ., 2008. 216 p.
Barlit V. V. Parametry potoka na vkhode i vykhode iz rabochikh koles radial'no-osevykh gidroturbin razlichnoy bystrokhodnosti [Flow parameters at the inlet and outlet of the runners of Fransic turbines of different speeds]. Gidravlicheskie mashiny.1992, issue 26, pp. 19 –28.
Kolychev V. A., Tyn'janova I. I., Mironov K. A. Modelirovanie energeticheskikh kharakteristik gidroturbin na nachal'nom etape proektirovaniya [Modeling the energy characteristics of hydroturbines at the initial design stage]. Vostochno-evropeyskiy zhurnal peredovykh tekhnologiy. 2010, vol. 43, no. 1/6, pp. 27–38.
Kolychev V. A., Drankovskiy V. E., Tsekhmistro L. N. Raschet gidrodinamicheskikh parametrov prostranstvennoy reshetki rabochego kolesa radial'no-osevoy gidroturbiny [Calculation of hydrodynamic parameters of the spatial lattice of the runners Fransic turbine]. Vestnik Khar'kovskogo gosudarstvennogo politekhnicheskogo universiteta [Bulletin of theKharkov State Polytechnic University].Kharkov, KhGPU Publ., 2000, issue 111, pp. 7–20.
Kolychev V. A., Tyn'yanova I. I., Mironov K. A. Primenenie bezrazmernykh parametrov dlya analiza energeticheskikh kharakteristik radial'no-osevykh gidroturbin[The use of dimensionless parameters for the analysis of energy characteristics of radial-axial hydraulic turbines]. Vostochno-evropeyskiy zhurnal peredovykh tekhnologiy. 2008, vol. 4, no. 5, pp. 49 –57.
Kolychev V. A. Postroenie matematicheskoj modeli rabochego prochesa gidroturbiny [Construction of a mathematical model of the hydraulic turbine operating web]. Gidravlicheskie mashiny. 1992, pp. 3–19.
Topazh G. I. Raschet integral'nyh gidravlicheskih pokazatelej gidromashin [Calculation of integral hydraulic indicators of hydraulic machines]. Leningrad, Leningradskiy un-t Publ., 1989. 208 p.
Ryezva K. S., Tyn'yanova I. I., Kosorukov O. V. Zastosuvannya metodu oserednenykh bezrozmirnykh parametriv dlya vyznachennya optymal'noho rezhymu roboty vysokonapirnoyi oborotnoyi hidromashyny[Application of the method of averaged dimensionless parameters for determining the optimal mode of operation of a high-head rotating hydraulic machine]. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Hydraulic machines and hydraulic units. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2019, no. 2, pp. 82 –88.
Kolychev V. A., Tyn'yanova I. I. Priblizhennyy metod rascheta kinematicheskikh parametrov potoka v protochnoy chasti radial'no-osevoy gidroturbiny [Approximate method of calculating the kinematic parameters of the flow in the flow part of the radial-axial hydraulic turbine]. Visnyk Nats. tekhn. un-ta "KhPI". Seriya:Enerhetychni i teplotekhnichni protsesy i ustatkuvannya[Bulletin ofthe National Technical University "KhPI". Series:Energy and heat engineering processes and equipment]. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2014, no. 1, pp. 58–68.
Lobareva I. F., Skorospelov V. A., Turuk P. A., Chernyy S. G., Chirkov D. V. Ob odnom podkhode k optimizatsii formy lopasti gidroturbiny [On one approach to optimizing the shape of a hydraulic turbine blade]. Vychislitel'nye tekhnologii.2005, vol. 10, no. 6, pp. 52 –73.