Разработка методики оценки качества осерадиальных уплотнений турбин
Целью данного исследования является разработка инженерной методики для расчета осерадиальных уплотнений, которая позволяет определить коэффициент расхода через уплотнения с учетом влияния на него как геометрических и режимных параметров, так и смещения усиков уплотнения, вызванное тепловым расширени...
Saved in:
| Published in: | Проблемы машиностроения |
|---|---|
| Date: | 2015 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України
2015
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99206 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Разработка методики оценки качества осерадиальных уплотнений турбин / А.В. Бойко, А.П. Усатый, Д.И. Максюта // Проблемы машиностроения. — 2015. — Т. 18, № 3. — С. 26-30. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862533319333249024 |
|---|---|
| author | Бойко, А.В. Усатый, А.П. Максюта, Д.И. |
| author_facet | Бойко, А.В. Усатый, А.П. Максюта, Д.И. |
| citation_txt | Разработка методики оценки качества осерадиальных уплотнений турбин / А.В. Бойко, А.П. Усатый, Д.И. Максюта // Проблемы машиностроения. — 2015. — Т. 18, № 3. — С. 26-30. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблемы машиностроения |
| description | Целью данного исследования является разработка инженерной методики для расчета осерадиальных уплотнений, которая позволяет определить коэффициент расхода через уплотнения с учетом влияния на него как геометрических и режимных параметров, так и смещения усиков уплотнения, вызванное тепловым расширением проточной части. В качестве объекта исследования было выбрано осерадиальное надбандажное уплотнение 3-й ступени ЦВД одной из мощных паровых турбин. Варьируемыми параметрами были выбраны 10 величин: отношение скоростей u/с, угол потока около периферийной поверхности, окружная скорость, количество усиков уплотнения слева, количество усиков уплотнения справа, шаг между усиками, высота усиков, радиальный зазор, ширина средней камеры, смещение от теплового расширения. Согласно поставленной цели исследования был составлен план эксперимента, который в общей сложности состоял из 132 расчетных. Все расчеты были выполнены в трехмерной постановке (CFD). Проведение расчетов по плану эксперимента позволило получить формальную макромодель повышенной точности и построить зависимости коэффициента расхода от каждого из варьируемых параметров. Разработанная методика позволяет определять коэффициент расхода осерадиального уплотнения в зависимости от его геометрических и режимных характеристик, а также с учетом смещения ротора относительно статора от теплового расширения. По результатам исследования создана программа «Clearance», позволяющая в диалоговом режиме определять величину коэффициента расхода через осерадиальное уплотнение.
Проведено серію тривимірних CFD розрахунків для визначення залежності коефіцієнта витрати вісерадіального ущільнення від зміни його геометричних та режимних параметрів. Побудовано формальну макромодель підвищеної точності, яка дозволяє, задавшись відомим набором параметрів, визначити коефіцієнт витрати та розрахувати реальну витрату робочого тіла через ущільнення. Враховано вплив теплового розширення ротора на коефіцієнт витрати в ущільненні. Створено спеціальну комп’ютерну програму для зручності користування даною методикою.
The purpose of the
research work presented in the paper was to develop the reliable engineering method for calculating axialradial
sealing, which allows to determine massflow coefficient in the sealing considering the influence of geometrical,
working parameters and offset of the sealing due to the heat expansion. Axial-radial sealing of the
third high pressure turbine stage was decided to be the object of study. 10 parameters were chosen to be varied:
u/c speed ratio, flow angle -1 near the shroud, angular velocity u, number of knife edges in the left side of the
sealing, number of knife edges in the right side of the sealing, step between the knife edges, height of the knife
edges, radial gap, width of the middle chamber, sealing offset due to the heat expancion. According to goal of
the research, experiment plan, which included 132 calculation points, was built. All simulations were performed
using CFD. Calculations according to the plan of the experiment allowed to obtain accurate formal metamodel
and to plot dependencies of the varied parameters on the massflow coefficient. Developed engineering method
allows to define massflow coefficient of the axial-radial sealing depending on its geometrical and working characteristics,
also considering rotor offset caused by the heat expansion. Interactive computer program “Clearance”
was developed which make possible to define value of massflow coefficient in the axial-radial sealing.
|
| first_indexed | 2025-11-24T09:03:06Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99206 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0131-2928 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-24T09:03:06Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Бойко, А.В. Усатый, А.П. Максюта, Д.И. 2016-04-24T15:58:33Z 2016-04-24T15:58:33Z 2015 Разработка методики оценки качества осерадиальных уплотнений турбин / А.В. Бойко, А.П. Усатый, Д.И. Максюта // Проблемы машиностроения. — 2015. — Т. 18, № 3. — С. 26-30. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0131-2928 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99206 621.165 Целью данного исследования является разработка инженерной методики для расчета осерадиальных уплотнений, которая позволяет определить коэффициент расхода через уплотнения с учетом влияния на него как геометрических и режимных параметров, так и смещения усиков уплотнения, вызванное тепловым расширением проточной части. В качестве объекта исследования было выбрано осерадиальное надбандажное уплотнение 3-й ступени ЦВД одной из мощных паровых турбин. Варьируемыми параметрами были выбраны 10 величин: отношение скоростей u/с, угол потока около периферийной поверхности, окружная скорость, количество усиков уплотнения слева, количество усиков уплотнения справа, шаг между усиками, высота усиков, радиальный зазор, ширина средней камеры, смещение от теплового расширения. Согласно поставленной цели исследования был составлен план эксперимента, который в общей сложности состоял из 132 расчетных. Все расчеты были выполнены в трехмерной постановке (CFD). Проведение расчетов по плану эксперимента позволило получить формальную макромодель повышенной точности и построить зависимости коэффициента расхода от каждого из варьируемых параметров. Разработанная методика позволяет определять коэффициент расхода осерадиального уплотнения в зависимости от его геометрических и режимных характеристик, а также с учетом смещения ротора относительно статора от теплового расширения. По результатам исследования создана программа «Clearance», позволяющая в диалоговом режиме определять величину коэффициента расхода через осерадиальное уплотнение. Проведено серію тривимірних CFD розрахунків для визначення залежності коефіцієнта витрати вісерадіального ущільнення від зміни його геометричних та режимних параметрів. Побудовано формальну макромодель підвищеної точності, яка дозволяє, задавшись відомим набором параметрів, визначити коефіцієнт витрати та розрахувати реальну витрату робочого тіла через ущільнення. Враховано вплив теплового розширення ротора на коефіцієнт витрати в ущільненні. Створено спеціальну комп’ютерну програму для зручності користування даною методикою. The purpose of the
 research work presented in the paper was to develop the reliable engineering method for calculating axialradial
 sealing, which allows to determine massflow coefficient in the sealing considering the influence of geometrical,
 working parameters and offset of the sealing due to the heat expansion. Axial-radial sealing of the
 third high pressure turbine stage was decided to be the object of study. 10 parameters were chosen to be varied:
 u/c speed ratio, flow angle -1 near the shroud, angular velocity u, number of knife edges in the left side of the
 sealing, number of knife edges in the right side of the sealing, step between the knife edges, height of the knife
 edges, radial gap, width of the middle chamber, sealing offset due to the heat expancion. According to goal of
 the research, experiment plan, which included 132 calculation points, was built. All simulations were performed
 using CFD. Calculations according to the plan of the experiment allowed to obtain accurate formal metamodel
 and to plot dependencies of the varied parameters on the massflow coefficient. Developed engineering method
 allows to define massflow coefficient of the axial-radial sealing depending on its geometrical and working characteristics,
 also considering rotor offset caused by the heat expansion. Interactive computer program “Clearance”
 was developed which make possible to define value of massflow coefficient in the axial-radial sealing. ru Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України Проблемы машиностроения Аэро- и гидромеханика в энергетических машинах Разработка методики оценки качества осерадиальных уплотнений турбин Development of the reliable engineering method of the quality estimation of the turbine axial-radial sealing Article published earlier |
| spellingShingle | Разработка методики оценки качества осерадиальных уплотнений турбин Бойко, А.В. Усатый, А.П. Максюта, Д.И. Аэро- и гидромеханика в энергетических машинах |
| title | Разработка методики оценки качества осерадиальных уплотнений турбин |
| title_alt | Development of the reliable engineering method of the quality estimation of the turbine axial-radial sealing |
| title_full | Разработка методики оценки качества осерадиальных уплотнений турбин |
| title_fullStr | Разработка методики оценки качества осерадиальных уплотнений турбин |
| title_full_unstemmed | Разработка методики оценки качества осерадиальных уплотнений турбин |
| title_short | Разработка методики оценки качества осерадиальных уплотнений турбин |
| title_sort | разработка методики оценки качества осерадиальных уплотнений турбин |
| topic | Аэро- и гидромеханика в энергетических машинах |
| topic_facet | Аэро- и гидромеханика в энергетических машинах |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99206 |
| work_keys_str_mv | AT boikoav razrabotkametodikiocenkikačestvaoseradialʹnyhuplotneniiturbin AT usatyiap razrabotkametodikiocenkikačestvaoseradialʹnyhuplotneniiturbin AT maksûtadi razrabotkametodikiocenkikačestvaoseradialʹnyhuplotneniiturbin AT boikoav developmentofthereliableengineeringmethodofthequalityestimationoftheturbineaxialradialsealing AT usatyiap developmentofthereliableengineeringmethodofthequalityestimationoftheturbineaxialradialsealing AT maksûtadi developmentofthereliableengineeringmethodofthequalityestimationoftheturbineaxialradialsealing |