Analysis of the Influence of Operational and Geometrical Characteristics on the Efficiency of Axial Turbine Stage Profile Cascades
Loading...
Date
2025
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Національна академія наук України, Видавничий дім «Академперіодика»
Abstract
Вступ. Лопаткові роторні машини існують й активно використовуються у різних галузях понад сто років, зокрема й у турбінах і турбодетандерах осьового типу: парові та газові енергетичні турбіни, авіаційні газотурбінні двигуни тощо.
Проблематика. Сучасні методи проєктування і технології виробництва дозволяють створювати осьові турбіни з достатньо високою газодинамічною ефективністю, яка визначається незворотними втратами кінетичної енергії потоку в реальному процесі порівняно з ідеальним процесом, зазвичай, ізоентропним. На сьогодні стало майже нормою те, що в нових турбінах на номінальних режимах роботи втрати кінетичної енергії нижчі за 10 %. Актуальним є встановлення величини реального, мінімального значення втрат кінетичної енергії, якого можна досягти в осьовій турбіні для відповідних умов роботи.
Мета. Дослідження впливу режимних і геометричних характеристик — ефективний кут статора, числа Рейнольдса й безрозмірної умовної швидкості теплового перепаду на ступені, на ефективність активних і реактивних ступенів решіток профілів осьових турбін.
Матеріали й методи. Застосовано сучасні чисельні методи розрахунку й проєктування проточних частин турбомашин, реалізованих у вигляді програмного комплексу IPMFlow.
Результати. Отримано низку нових результатів і закономірностей підвищення газодинамічної ефективності ступенів решіток профілів осьових турбін. Для кожної з розглянутих точок із заданими режимними і геометричними параметрами розроблено за принципом «раціонального» проєктування ступені решіток профілів, газодинамічна ефективність яких близька до максимально можливої. Показано, що при числах Рейнольдса більших за 5 × 106, значення втрат кінетичної енергії у ступенях решіток профілів можуть бути нижчими 2 %.
Висновки. За результатами досліджень отримано низку нових результатів і закономірностей, які можуть бути застосовані при проєктуванні й модернізації осьових турбін з метою підвищення їхньої ефективності.
Description
Keywords
TECHNOLOGY
Citation
Русанов, Р., Русанов, А., & Чугай, М. (2025). Аналіз впливу режимних і геометричних характеристик на ефективність решіток профілів ступенів осьових турбін. Science and Innovation, 21(2), 73–87. https://doi.org/10.15407/scine21.02.073