АНАЛІЗ ВПЛИВУ РЕЖИМНИХ І ГЕОМЕТРИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК НА ЕФЕКТИВНІСТЬ РЕШІТОК ПРОФІЛІВ СТУПЕНІВ ОСЬОВИХ ТУРБІН

АНАЛІЗ ВПЛИВУ РЕЖИМНИХ І ГЕОМЕТРИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК НА ЕФЕКТИВНІСТЬ РЕШІТОК ПРОФІЛІВ СТУПЕНІВ ОСЬОВИХ ТУРБІН

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 дозв...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2025
Hauptverfasser: RUSANOV, R., RUSANOV, A., CHUGAY, M.
Format: Artikel
Sprache:English
Veröffentlicht: PH “Akademperiodyka” 2025
Schlagworte:
методи проєктування
газодинамічна ефективність
проточна частина турбіни
активний ступінь
реактивний ступінь
Online Zugang:https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/991
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Science and Innovation

Institution

Science and Innovation
id oai:ojs2.scinn-eng.org.ua:article-991
record_format ojs
institution Science and Innovation
baseUrl_str
datestamp_date 2025-04-13T14:38:02Z
collection OJS
language English
topic методи проєктування
газодинамічна ефективність
проточна частина турбіни
активний ступінь
реактивний ступінь
spellingShingle методи проєктування
газодинамічна ефективність
проточна частина турбіни
активний ступінь
реактивний ступінь
RUSANOV, R.
RUSANOV, A.
CHUGAY, M.
АНАЛІЗ ВПЛИВУ РЕЖИМНИХ І ГЕОМЕТРИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК НА ЕФЕКТИВНІСТЬ РЕШІТОК ПРОФІЛІВ СТУПЕНІВ ОСЬОВИХ ТУРБІН
topic_facet design methods
gas-dynamic efficiency
turbine flow part
active type stage
reactive type stage
методи проєктування
газодинамічна ефективність
проточна частина турбіни
активний ступінь
реактивний ступінь
format Article
author RUSANOV, R.
RUSANOV, A.
CHUGAY, M.
author_facet RUSANOV, R.
RUSANOV, A.
CHUGAY, M.
author_sort RUSANOV, R.
title АНАЛІЗ ВПЛИВУ РЕЖИМНИХ І ГЕОМЕТРИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК НА ЕФЕКТИВНІСТЬ РЕШІТОК ПРОФІЛІВ СТУПЕНІВ ОСЬОВИХ ТУРБІН
title_short АНАЛІЗ ВПЛИВУ РЕЖИМНИХ І ГЕОМЕТРИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК НА ЕФЕКТИВНІСТЬ РЕШІТОК ПРОФІЛІВ СТУПЕНІВ ОСЬОВИХ ТУРБІН
title_full АНАЛІЗ ВПЛИВУ РЕЖИМНИХ І ГЕОМЕТРИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК НА ЕФЕКТИВНІСТЬ РЕШІТОК ПРОФІЛІВ СТУПЕНІВ ОСЬОВИХ ТУРБІН
title_fullStr АНАЛІЗ ВПЛИВУ РЕЖИМНИХ І ГЕОМЕТРИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК НА ЕФЕКТИВНІСТЬ РЕШІТОК ПРОФІЛІВ СТУПЕНІВ ОСЬОВИХ ТУРБІН
title_full_unstemmed АНАЛІЗ ВПЛИВУ РЕЖИМНИХ І ГЕОМЕТРИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК НА ЕФЕКТИВНІСТЬ РЕШІТОК ПРОФІЛІВ СТУПЕНІВ ОСЬОВИХ ТУРБІН
title_sort аналіз впливу режимних і геометричних характеристик на ефективність решіток профілів ступенів осьових турбін
title_alt Analysis of the Influence of Operational and Geometrical Characteristics on the Efficiency of Axial Turbine Stage Profile Cascades
description 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 нормоюте, 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.
publisher PH “Akademperiodyka”
publishDate 2025
url https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/991
work_keys_str_mv AT rusanovr analízvplivurežimnihígeometričnihharakteristiknaefektivnístʹrešítokprofílívstupenívosʹovihturbín
AT rusanova analízvplivurežimnihígeometričnihharakteristiknaefektivnístʹrešítokprofílívstupenívosʹovihturbín
AT chugaym analízvplivurežimnihígeometričnihharakteristiknaefektivnístʹrešítokprofílívstupenívosʹovihturbín
AT rusanovr analysisoftheinfluenceofoperationalandgeometricalcharacteristicsontheefficiencyofaxialturbinestageprofilecascades
AT rusanova analysisoftheinfluenceofoperationalandgeometricalcharacteristicsontheefficiencyofaxialturbinestageprofilecascades
AT chugaym analysisoftheinfluenceofoperationalandgeometricalcharacteristicsontheefficiencyofaxialturbinestageprofilecascades
first_indexed 2025-09-24T17:19:15Z
last_indexed 2025-09-24T17:19:15Z
_version_ 1850411353102090240
spelling oai:ojs2.scinn-eng.org.ua:article-9912025-04-13T14:38:02Z АНАЛІЗ ВПЛИВУ РЕЖИМНИХ І ГЕОМЕТРИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК НА ЕФЕКТИВНІСТЬ РЕШІТОК ПРОФІЛІВ СТУПЕНІВ ОСЬОВИХ ТУРБІН Analysis of the Influence of Operational and Geometrical Characteristics on the Efficiency of Axial Turbine Stage Profile Cascades RUSANOV, R. RUSANOV, A. CHUGAY, M. design methods gas-dynamic efficiency turbine flow part active type stage reactive type stage методи проєктування газодинамічна ефективність проточна частина турбіни активний ступінь реактивний ступінь 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 нормоюте, 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. Introduction. Bladed rotary machines have been extensively utilized across various industries for over a century, particularly in axial turbines and turboexpanders, including steam and gas power turbines as well as aircraft gas turbine engines.Problem Statement. Advances in modern design methodologies and manufacturing technologies have enabled the development of axial turbines with significantly high gas-dynamic efficiency. This efficiency is primarilydetermined by irreversible kinetic energy losses in real flow processes compared to ideal, isentropic processes. Incontemporary turbine designs, kinetic energy losses under nominal operating conditions have frequently beenreduced to below 10%. However, it remains critical to establish the absolute minimum kinetic energy losses achievable in axial turbines under specific operating conditions.Purpose. This study investigates the effects of operational and geometric parameters — including the effectivestator angle, Reynolds number, and dimensionless conditional rate of thermal drop — on the efficiency of profile cascades in axial turbine stages of both active and reactive types.Materials and Methods. State-of-the-art numerical modeling techniques for turbomachinery flow path design and calculation, implemented through the IPMFlow software package, have been employed in this study.Results. The research has identified new correlations and mechanisms for enhancing the gas-dynamic efficiency of axial turbine profile cascades. For each examined operating condition and geometric configuration, profile cascades have been designed based on the principle of “rational” aerodynamic optimization, yielding efficiency values close to their theoretical maximum. Findings indicate that for Reynolds numbers exceeding 5 × 10⁶, kinetic energy losses in profile cascades can be reduced to below 2%.Conclusions. The study has provided new insights and design principles that can be applied to the development and modernization of axial turbines, contributing to further improvements in their overall efficiency. PH “Akademperiodyka” 2025-04-12 Article Article Рецензована стаття Peer-reviewed article application/pdf https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/991 10.15407/scine21.02.073 Science and Innovation; Том 21 № 2 (2025): Science and Innovation; 73-87 Science and Innovation; Vol. 21 No. 2 (2025): Science and Innovation; 73-87 2413-4996 2409-9066 10.15407/scine21.02 en https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/991/258 Copyright (c) 2025 Copyright Notice Authors published in the journal “Science and Innovation” agree to the following conditions: Authors retain copyright and grant the journal the right of first publication. Authors may enter into separate, additional contractual agreements for non-exclusive distribution of the version of their work (article) published in the journal “Science and Innovation” (for example, place it in an institutional repository or publish in their book), while confirming its initial publication in the journal “Science and innovation.” Authors are allowed to place their work on the Internet (for example, in institutional repositories or on their website). https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Ähnliche Einträge