Wet Steam Flow Ionization and Prospects to Practically Apply Electrical Discharge Devices in Turbo Installations
This paper considers the experimental studies on steam flow ionization in a supersonic nozzle and possibility of artificial flow ionization influence on unequal-weight processes in the low-pressure cylinder and an increase in turbine efficiency. Results of studies to assess the effect of barrier an...
Збережено в:
| Дата: | 2019 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English Russian |
| Опубліковано: |
Journal of Mechanical Engineering
2019
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://journals.uran.ua/jme/article/view/170921 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Journal of Mechanical Engineering |
Репозитарії
Journal of Mechanical Engineering| id |
journalsuranuajme-article-170921 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Journal of Mechanical Engineering |
| collection |
OJS |
| language |
English Russian |
| topic |
steam flow supersonic nozzle ionization non-equilibrium processes wet steam turbine efficiency UDC 621.165 паровий потік надзвукове сопло іонізація нерівноважні процеси вологопарова турбіна ефективність ККД УДК 621.165 паровой поток сверхзвуковое сопло ионизация неравновесные процессы влажнопаровая турбина эффективность КПД УДК 621.165 |
| spellingShingle |
steam flow supersonic nozzle ionization non-equilibrium processes wet steam turbine efficiency UDC 621.165 паровий потік надзвукове сопло іонізація нерівноважні процеси вологопарова турбіна ефективність ККД УДК 621.165 паровой поток сверхзвуковое сопло ионизация неравновесные процессы влажнопаровая турбина эффективность КПД УДК 621.165 Tarelin, Anatolii O. Annopolska, Iryna Ye. Wet Steam Flow Ionization and Prospects to Practically Apply Electrical Discharge Devices in Turbo Installations |
| topic_facet |
steam flow supersonic nozzle ionization non-equilibrium processes wet steam turbine efficiency UDC 621.165 паровий потік надзвукове сопло іонізація нерівноважні процеси вологопарова турбіна ефективність ККД УДК 621.165 паровой поток сверхзвуковое сопло ионизация неравновесные процессы влажнопаровая турбина эффективность КПД УДК 621.165 |
| format |
Article |
| author |
Tarelin, Anatolii O. Annopolska, Iryna Ye. |
| author_facet |
Tarelin, Anatolii O. Annopolska, Iryna Ye. |
| author_sort |
Tarelin, Anatolii O. |
| title |
Wet Steam Flow Ionization and Prospects to Practically Apply Electrical Discharge Devices in Turbo Installations |
| title_short |
Wet Steam Flow Ionization and Prospects to Practically Apply Electrical Discharge Devices in Turbo Installations |
| title_full |
Wet Steam Flow Ionization and Prospects to Practically Apply Electrical Discharge Devices in Turbo Installations |
| title_fullStr |
Wet Steam Flow Ionization and Prospects to Practically Apply Electrical Discharge Devices in Turbo Installations |
| title_full_unstemmed |
Wet Steam Flow Ionization and Prospects to Practically Apply Electrical Discharge Devices in Turbo Installations |
| title_sort |
wet steam flow ionization and prospects to practically apply electrical discharge devices in turbo installations |
| title_alt |
Ионизация влажнопарового потока и перспективы практического применения электроразрядных устройств в турбоустановках Іонізація вологопарового потоку та перспективи практичного застосування електророзрядних пристроїв в турбоустановках |
| description |
This paper considers the experimental studies on steam flow ionization in a supersonic nozzle and possibility of artificial flow ionization influence on unequal-weight processes in the low-pressure cylinder and an increase in turbine efficiency. Results of studies to assess the effect of barrier and corona ionizers on the process of intensifying fine-dispersed wetness in a supersonic nozzle are presented. It is shown that ionization allows intensifying the proc-ess condensation of steam in the form of fine wetness, reduce film condensa-tion and coarse-particle wetness concentration, reduce the levels of super-cooling and condensation non-stationarity. The range of parameters at which steam ionization is most effective is determined. Advantages and disadvan-tages of using barrier and corona ionizers are considered. Given are depend-encies, and determined are flow dispersion and condensation nuclei concen-tration at which the process of steam expansion approaches equilibrium. It is shown that the positive effects arising from steam ionization are comparable to the use, in turbines, of metered chemical additions. At the same time, steam ionization has a number of significant advantages. Possible options for im-plementing the use of ionizers in the law-pressure cylinders of wet steam tur-bines are considered both at the stage of creating or upgrading turbines and for the existing turbine plants. It is shown that in the future, the use of ionizers will increase the efficiency and economy of turbine stages operating in the two-phase region, and increase the efficiency of turbine units by 1–1.5%. |
| publisher |
Journal of Mechanical Engineering |
| publishDate |
2019 |
| url |
https://journals.uran.ua/jme/article/view/170921 |
| work_keys_str_mv |
AT tarelinanatoliio wetsteamflowionizationandprospectstopracticallyapplyelectricaldischargedevicesinturboinstallations AT annopolskairynaye wetsteamflowionizationandprospectstopracticallyapplyelectricaldischargedevicesinturboinstallations AT tarelinanatoliio ionizaciâvlažnoparovogopotokaiperspektivypraktičeskogoprimeneniâélektrorazrâdnyhustrojstvvturboustanovkah AT annopolskairynaye ionizaciâvlažnoparovogopotokaiperspektivypraktičeskogoprimeneniâélektrorazrâdnyhustrojstvvturboustanovkah AT tarelinanatoliio íonízacíâvologoparovogopotokutaperspektivipraktičnogozastosuvannâelektrorozrâdnihpristroívvturboustanovkah AT annopolskairynaye íonízacíâvologoparovogopotokutaperspektivipraktičnogozastosuvannâelektrorozrâdnihpristroívvturboustanovkah |
| first_indexed |
2024-06-01T14:44:06Z |
| last_indexed |
2024-06-01T14:44:06Z |
| _version_ |
1800670330895728640 |
| spelling |
journalsuranuajme-article-1709212019-06-26T10:43:40Z Wet Steam Flow Ionization and Prospects to Practically Apply Electrical Discharge Devices in Turbo Installations Ионизация влажнопарового потока и перспективы практического применения электроразрядных устройств в турбоустановках Іонізація вологопарового потоку та перспективи практичного застосування електророзрядних пристроїв в турбоустановках Tarelin, Anatolii O. Annopolska, Iryna Ye. steam flow supersonic nozzle ionization non-equilibrium processes wet steam turbine efficiency UDC 621.165 паровий потік надзвукове сопло іонізація нерівноважні процеси вологопарова турбіна ефективність ККД УДК 621.165 паровой поток сверхзвуковое сопло ионизация неравновесные процессы влажнопаровая турбина эффективность КПД УДК 621.165 This paper considers the experimental studies on steam flow ionization in a supersonic nozzle and possibility of artificial flow ionization influence on unequal-weight processes in the low-pressure cylinder and an increase in turbine efficiency. Results of studies to assess the effect of barrier and corona ionizers on the process of intensifying fine-dispersed wetness in a supersonic nozzle are presented. It is shown that ionization allows intensifying the proc-ess condensation of steam in the form of fine wetness, reduce film condensa-tion and coarse-particle wetness concentration, reduce the levels of super-cooling and condensation non-stationarity. The range of parameters at which steam ionization is most effective is determined. Advantages and disadvan-tages of using barrier and corona ionizers are considered. Given are depend-encies, and determined are flow dispersion and condensation nuclei concen-tration at which the process of steam expansion approaches equilibrium. It is shown that the positive effects arising from steam ionization are comparable to the use, in turbines, of metered chemical additions. At the same time, steam ionization has a number of significant advantages. Possible options for im-plementing the use of ionizers in the law-pressure cylinders of wet steam tur-bines are considered both at the stage of creating or upgrading turbines and for the existing turbine plants. It is shown that in the future, the use of ionizers will increase the efficiency and economy of turbine stages operating in the two-phase region, and increase the efficiency of turbine units by 1–1.5%. Рассматриваются экспериментальные исследования по ионизации парового потока в сверхзвуковом сопле и возможности влияния искусственной ионизации потока на неравновесные процессы в цилиндрах низкого давления (ЦНД) и повышение коэффициента полезного действия (КПД) турбины. Приведены результаты исследований по оценке влияния барьерного и коронного ионизаторов на процесс интенсификации мелкодисперсной влаги в сверхзвуковом сопле. Показано, что ионизация позволяет интенсифицировать процессную конденсацию пара в виде мелкодисперсной влаги, уменьшить пленочную конденсацию и концентрацию крупнодисперсной влаги, снизить уровень переохлаждения и конденсационной нестационарности. Определена область параметров, при которых ионизации пара наиболее эффективна. Рассмотрены преимущества и недостатки использования барьерного и коронного ионизаторов. Приведены зависимости и определены дисперсность потока и концентрация зародышей конденсации, при которых процесс расширения пара приближается к равновесному. Показано, что возникающие при ионизации пара положительные эффекты сопоставимы с применением в турбинах дозированных химических добавок. При этом ионизация пара имеет ряд существенных преимуществ. Рассмотрены возможные варианты реализации использования ионизаторов в ЦНД влажнопаровых турбин как на стадии создания или модернизации турбин, так и для действующих турбоустановок. Показано, что в перспективе применение ионизаторов позволит повысить эффективность и экономичность турбинных ступеней, работающих в двухфазной области, и увеличить КПД турбоагрегатов на 1–1,5%. Розглядаються експериментальні дослідження з іонізації парового потоку в надзвуковому соплі і можливості впливу штучної іонізації потоку на нерівноважні процеси в циліндрах низького тиску (ЦНТ) і підвищення коефіцієнта корисної дії (ККД) турбіни. Наведено результати досліджень з оцінки впливу бар'єрного та коронного іонізаторів на процес інтенсифікації дрібнодисперсної вологи в надзвуковому соплі. Показано, що іонізація дозволяє інтенсифікувати процесну конденсацію пари у вигляді дрібнодисперсної вологи, зменшити плівкову конденсацію і концентрацію великодисперсної вологи, знизити рівень переохолодження та конденсаційної нестаціонарності. Визначено область параметрів, за яких іонізація пари найбільш ефективна. Розглянуто переваги та недоліки використання бар'єрного та коронного іонізаторів. Наведено залежності та визначено дисперсність потоку і концентрацію зародків конденсації, за яких процес розширення пари наближається до рівноважного. Показано, що під час іонізації пари виникають позитивні ефекти, які можна порівняти із застосуванням в турбінах дозованих хімічних добавок. Водночас іонізація пари має ряд істотних переваг. Розглянуто можливі варіанти реалізації використання іонізаторів в ЦНТ вологопарових турбін як на стадії створення або модернізації турбін, так і для діючих турбоустановок. Показано, що в перспективі застосування іонізаторів дозволить підвищити ефективність і економічність турбінних ступенів, які працюють в двофазній області, і збільшити ККД турбоагрегатів на 1–1,5 %. Journal of Mechanical Engineering Проблемы машиностроения Проблеми машинобудування 2019-06-20 Article Article application/pdf application/pdf https://journals.uran.ua/jme/article/view/170921 Journal of Mechanical Engineering; Vol. 22 No. 2 (2019); 4-13 Проблемы машиностроения; Том 22 № 2 (2019); 4-13 Проблеми машинобудування; Том 22 № 2 (2019); 4-13 2709-2992 2709-2984 en ru https://journals.uran.ua/jme/article/view/170921/170614 https://journals.uran.ua/jme/article/view/170921/170615 Copyright (c) 2019 Anatolii O. Tarelin, Iryna Ye. Annopolska https://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0 |