Method of calculation of unsteady formation of the liquid phase in rapidly expanding flows of supercooled steam in the stages of wet steam turbines

The problem of the unsteady nucleation of the liquid phase in rapidly expanding flows of supercooled steam in the turbomachinery flow path was raised and solved. In order to solve it, the Zel’dovich–Frenkel classical theory of condensation for the case of time-dependent external conditions was elabo...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2015
Автори: Шубенко, Александр Леонидович, Голощапов, В. Н., Бабак, Н. Ю., Решитько, И. В.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України 2015
Теми:
Онлайн доступ:https://journals.uran.ua/jme/article/view/57516
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Energy Technologies & Resource Saving

Репозитарії

Energy Technologies & Resource Saving
id oai:ojs.journals.uran.ua:article-57516
record_format ojs
institution Energy Technologies & Resource Saving
collection OJS
language Russian
topic moisture
stage
mathematical model
method
supercooled steam
condensation
влажность
ступень
математическая модель
метод
переохлажденный пар
конденсация
УДК 621.165
вологість
ступінь
математична модель
метод
переохолоджений пар
конденсація
spellingShingle moisture
stage
mathematical model
method
supercooled steam
condensation
влажность
ступень
математическая модель
метод
переохлажденный пар
конденсация
УДК 621.165
вологість
ступінь
математична модель
метод
переохолоджений пар
конденсація
Шубенко, Александр Леонидович
Голощапов, В. Н.
Бабак, Н. Ю.
Решитько, И. В.
Method of calculation of unsteady formation of the liquid phase in rapidly expanding flows of supercooled steam in the stages of wet steam turbines
topic_facet moisture
stage
mathematical model
method
supercooled steam
condensation
влажность
ступень
математическая модель
метод
переохлажденный пар
конденсация
УДК 621.165
вологість
ступінь
математична модель
метод
переохолоджений пар
конденсація
format Article
author Шубенко, Александр Леонидович
Голощапов, В. Н.
Бабак, Н. Ю.
Решитько, И. В.
author_facet Шубенко, Александр Леонидович
Голощапов, В. Н.
Бабак, Н. Ю.
Решитько, И. В.
author_sort Шубенко, Александр Леонидович
title Method of calculation of unsteady formation of the liquid phase in rapidly expanding flows of supercooled steam in the stages of wet steam turbines
title_short Method of calculation of unsteady formation of the liquid phase in rapidly expanding flows of supercooled steam in the stages of wet steam turbines
title_full Method of calculation of unsteady formation of the liquid phase in rapidly expanding flows of supercooled steam in the stages of wet steam turbines
title_fullStr Method of calculation of unsteady formation of the liquid phase in rapidly expanding flows of supercooled steam in the stages of wet steam turbines
title_full_unstemmed Method of calculation of unsteady formation of the liquid phase in rapidly expanding flows of supercooled steam in the stages of wet steam turbines
title_sort method of calculation of unsteady formation of the liquid phase in rapidly expanding flows of supercooled steam in the stages of wet steam turbines
title_alt Метод расчета нестационарного образования жидкой фазы в быстрорасширяющихся потоках переохлажденного пара в ступенях влажнопаровых турбин
description The problem of the unsteady nucleation of the liquid phase in rapidly expanding flows of supercooled steam in the turbomachinery flow path was raised and solved. In order to solve it, the Zel’dovich–Frenkel classical theory of condensation for the case of time-dependent external conditions was elaborated. To characterize the level of unsteadiness, an unsteadiness factor was introduced linking the relaxation time with the steady-state distribution and rate of change of the nucleation barrier. A numerical and analytical method of calculating the condensation was developed, which is implemented in the form of the application program package. The method accommodates consistently the unsteadiness of the condensation process. It is based on a universal system of equations, which enables calculating the steady-state and unsteady flows with condensation under an arbitrary value of the coefficient of condensation. This system is a generalization for the case of the unsteady nucleation of the known system of “moment equations”. The numerical model studies were conducted which showed high efficiency and accuracy of the method over a wide range of expansion rates. A comparison to the existing “steady-state” methods and reference numerical solution was performed. The agreement of the results can be said to be satisfactory.
publisher Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України
publishDate 2015
url https://journals.uran.ua/jme/article/view/57516
work_keys_str_mv AT šubenkoaleksandrleonidovič methodofcalculationofunsteadyformationoftheliquidphaseinrapidlyexpandingflowsofsupercooledsteaminthestagesofwetsteamturbines
AT goloŝapovvn methodofcalculationofunsteadyformationoftheliquidphaseinrapidlyexpandingflowsofsupercooledsteaminthestagesofwetsteamturbines
AT babaknû methodofcalculationofunsteadyformationoftheliquidphaseinrapidlyexpandingflowsofsupercooledsteaminthestagesofwetsteamturbines
AT rešitʹkoiv methodofcalculationofunsteadyformationoftheliquidphaseinrapidlyexpandingflowsofsupercooledsteaminthestagesofwetsteamturbines
AT šubenkoaleksandrleonidovič metodrasčetanestacionarnogoobrazovaniâžidkojfazyvbystrorasširâûŝihsâpotokahpereohlaždennogoparavstupenâhvlažnoparovyhturbin
AT goloŝapovvn metodrasčetanestacionarnogoobrazovaniâžidkojfazyvbystrorasširâûŝihsâpotokahpereohlaždennogoparavstupenâhvlažnoparovyhturbin
AT babaknû metodrasčetanestacionarnogoobrazovaniâžidkojfazyvbystrorasširâûŝihsâpotokahpereohlaždennogoparavstupenâhvlažnoparovyhturbin
AT rešitʹkoiv metodrasčetanestacionarnogoobrazovaniâžidkojfazyvbystrorasširâûŝihsâpotokahpereohlaždennogoparavstupenâhvlažnoparovyhturbin
first_indexed 2024-09-01T17:36:00Z
last_indexed 2024-09-01T17:36:00Z
_version_ 1809016066520645632
spelling oai:ojs.journals.uran.ua:article-575162016-03-01T08:20:15Z Method of calculation of unsteady formation of the liquid phase in rapidly expanding flows of supercooled steam in the stages of wet steam turbines Метод расчета нестационарного образования жидкой фазы в быстрорасширяющихся потоках переохлажденного пара в ступенях влажнопаровых турбин Шубенко, Александр Леонидович Голощапов, В. Н. Бабак, Н. Ю. Решитько, И. В. moisture stage mathematical model method supercooled steam condensation влажность ступень математическая модель метод переохлажденный пар конденсация УДК 621.165 вологість ступінь математична модель метод переохолоджений пар конденсація The problem of the unsteady nucleation of the liquid phase in rapidly expanding flows of supercooled steam in the turbomachinery flow path was raised and solved. In order to solve it, the Zel’dovich–Frenkel classical theory of condensation for the case of time-dependent external conditions was elaborated. To characterize the level of unsteadiness, an unsteadiness factor was introduced linking the relaxation time with the steady-state distribution and rate of change of the nucleation barrier. A numerical and analytical method of calculating the condensation was developed, which is implemented in the form of the application program package. The method accommodates consistently the unsteadiness of the condensation process. It is based on a universal system of equations, which enables calculating the steady-state and unsteady flows with condensation under an arbitrary value of the coefficient of condensation. This system is a generalization for the case of the unsteady nucleation of the known system of “moment equations”. The numerical model studies were conducted which showed high efficiency and accuracy of the method over a wide range of expansion rates. A comparison to the existing “steady-state” methods and reference numerical solution was performed. The agreement of the results can be said to be satisfactory. Поставлена и решена задача о нестационарном зарождении жидкой фазы в быстрорасширяющихся потоках переохлажденного пара в проточной части турбомашин. Для ее решения развита классическая теория конденсации Зельдовича–Френкеля для случая зависимых от времени внешних условий. Для характеристики уровня нестационарности введен коэффициент нестационарности, связывающий время релаксации к стационарному распределению и скорость изменения барьера зарождения.Разработан численно-аналитический метод расчета конденсации, который реализован в виде пакета прикладных программ. Метод последовательно учитывает нестационарность процесса конденсации. В его основе лежит универсальная система уравнений, которая позволяет производить расчеты установившихся и нестационарных течений с конденсацией при произвольном значении коэффициента конденсации. Данная система является обобщением на случай нестационарного зарождения известной системы «моментных уравнений». Проведены численные исследования на модели, которые показали высокую эффективность и точность метода в широком диапазоне скоростей расширения. Выполнено сравнение с существующими «стационарными» методами и эталонным численным решением. Совпадение результатов можно считать удовлетворительным. Поставлена і реалізована задача про нестаціонарне зародження рідкої фази в потоках переохолодженної пари, які швидко розширюються в проточній частині турбомашин. Для її розв’язання розвинена класична теорія конденсації Зельдовича–Френкеля для випадку залежних від часу зовнішніх умов. Розроблено та реалізовано у вигляді пакета прикладних програм чисельно-аналітичний метод розрахунку конденсації, що послідовно враховує нестаціонарність процесу. Виведена система рівнянь є узагальненням на випадок нестаціонарного зародження відомої системи «моментних рівнянь». Проведені чисельні дослідження на моделі показали високу ефективність і точність методу в широкому діапазоні швидкостей розширення. Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України 2015-12-31 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/jme/article/view/57516 Journal of Mechanical Engineering; Vol. 18 No. 4/2 (2015); 3-12 Проблемы машиностроения; Том 18 № 4/2 (2015); 3-12 Проблеми машинобудування; Том 18 № 4/2 (2015); 3-12 2709-2992 2709-2984 ru https://journals.uran.ua/jme/article/view/57516/53817 Copyright (c) 2015 Александр Леонидович Шубенко, В. Н. Голощапов, Н. Ю. Бабак, И. В. Решитько https://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0