ЧИСЛОВЕ МОДЕЛЮВАННЯ КАРТИН ТЕЧІЇ ГАЗУ ТА ХАРАКТЕРИСТИКИ ВІДЦЕНТРОВОГО КОМПРЕСОРА

Анотація

Проектування компресорів на основі одно- та двовимірних розрахунків течії досягло границі розвитку досягненням максимальних ККД конструкцій. Подальший розвиток можливий шляхом виконання коштовних експериментів або за рахунок аналізу результатів розрахунку сучасних математичних моделей тривимірної течії на основі осереднених за Рейнольдсом рівнянь Нав'є-Стокса. Для удосконалення характеристик відцентрового компресора та удосконалення проточної частини з подальшою зміною форми та розташування лопатей робочого колеса компресора, виконано розрахунки тривимірної течії. Розрахунки здійснено за використання програмного комплексу Ansys CFX зі студентською ліцензію. Проаналізовано вплив сіткового розбиття на інтегральні характеристики течії. Спостерігається якісний збіг характеристики компресора, а також картин течії газу, відривних зон з експериментальними даними. У дослідженні використано секторний підхід до моделювання. Порівняно розрахунки за різних використаних моделей турбулентності і отримано, що моделі на основі «k – ε» моделі дають практично ідентичний результат. У порівнянні з експериментальними даними компресора модель турбулентності Eddy Viscosity Transport Equation показала значну похибку у визначенні політропного ККД, це значення є заниженим більше ніж на 7 %. Під час збільшення масової витрати в компресорі значно збільшується швидкість у лопатевому дифузорі та відбувається відривання потоку від лопатей. На основі порівняння контурів чисел Маха, крім відривів потоку від лопатей дифузора, спостерігається відривання потоку від стінок спліттера та лопатей робочого колеса також, й при малих значеннях масової витрати. Подальшого дослідження потребує вплив секторного підходу на результати розрахунків та взаємне розташування сектора робочого колеса та сектора лопатевого дифузора, що стане темою подальших досліджень.