Search

В работе были рассмотрены и проанализированы следующие кислородно-топливные циклы: полузакрытый цикл с кислородным сжиганием топлива (SCOC-CC), цикла «МАТИАНТ», цикл Аллама. Исследована тепловая ÑÑ ÐµÐ¼Ð° цикла Аллама. Получены зависимости КПД от температуры на Ð²Ñ Ð¾Ð´Ðµ в турбину, давления на Ð²Ñ Ð¾Ð´Ðµ в турбину, давления на Ð²Ñ Ð¾Ð´Ðµ в компрессор и степени повышения давления в компрессоре. Также из Ð´Ð°Ð½Ð½Ñ‹Ñ Ð·Ð°Ð²Ð¸ÑÐ¸Ð¼Ð¾ÑÑ‚ÐµÐ¹ были получены Ð¸ÑÑ Ð¾Ð´Ð½Ñ‹Ðµ данные для исследования радиально-осевого компрессора и радиально-осевой турбины. Произведен расчет радиально-осевой турбины и компрессора. Основываясь на Ñ€ÐµÐ·ÑƒÐ»ÑŒÑ‚Ð°Ñ‚Ð°Ñ Ñ€Ð°ÑÑ‡ÐµÑ‚Ð° радиально-осевой турбины, было произведено исследование рабочего колеса в программном пакете Ansys Workbench., The following oxygen-fuel cycles were considered and analyzed: semi-closed cycle with oxygen combustion of fuel (SCOC-CC), "MATIANT" cycle, Allam cycle. The Allam cycle heat scheme was investigated. Dependencies of efficiency on temperature at turbine inlet, pressure at turbine inlet, pressure at compressor inlet and degree of pressure increase in compressor are obtained. Also, from these dependencies, initial data were obtained for the study of a radial-axial compressor and a radial-axial turbine. Radial-axial turbine and compressor were calculated. Based on the results of the calculation of the radial-axial turbine, the impeller was examined in the Ansys Workbench software package.

В данной работе осуществлено проектирование малогабаритной турбинной установки для получения Ñ Ð¾Ð»Ð¾Ð´Ð°, а так придуманы способы для получения Ñ Ð¾Ð»Ð¾Ð´Ð° для нужд производства. Проведены газодинамические расчеты и подобраны оптимальные параметры для радиально-осевой турбины и центробежного компрессора., In this work, the design of a small-sized turbine installation for obtaining cold has been carried out, as well as methods for obtaining cold for the needs of production have been invented. Gas-dynamic calculations were carried out and optimal parameters for a radial-axial turbine and a centrifugal compressor were selected.

Данная работа посвящена вопросам сравнения методик проектирования и расчёта течения жидкости в проточной части радиально-осевой турбины методом ÐºÐ¾Ð½ÐµÑ‡Ð½Ñ‹Ñ ÑÐ»ÐµÐ¼ÐµÐ½Ñ‚Ð¾Ð² в програмном комплексе Ansys. Основной целью работы является сравнение результатов рабочей Ñ Ð°Ñ€Ð°ÐºÑ‚ÐµÑ€Ð¸ÑÑ‚Ð¸ÐºÐ¸, построенной по результатам расчётов в Ansys и универсальной Ñ Ð°Ñ€Ð°ÐºÑ‚ÐµÑ€Ð¸ÑÑ‚Ð¸Ðº, построенной по результатам расчёта в (АПК) “ГРаНиТ В Ñ Ð¾Ð´Ðµ данного исследования решались следующие задачи: 1. Построение моделей элементов проточной части гидротурбины, а именно: спиральной камеры, Ð¼ÐµÐ¶Ð»Ð¾Ð¿Ð°Ñ‚Ð¾Ñ‡Ð½Ñ‹Ñ ÐºÐ°Ð½Ð°Ð»Ð¾Ð² направляющего аппарата при Ñ€Ð°Ð·Ð½Ñ‹Ñ ÑƒÐ³Ð»Ð°Ñ Ð¿Ð¾Ð²Ð¾Ñ€Ð¾Ñ‚Ð° лопаток, межлопастного канала рабочего колеса турбины, отсасывающей трубы. 2. Разработка математической модели протекания потока воды через проточную часть гидротурбины 3. Построение рабочей Ñ Ð°Ñ€Ð°ÐºÑ‚ÐµÑ€Ð¸ÑÑ‚Ð¸ÐºÐ¸ турбины на основе результатов расчётов в программном комплексе Ansys. 4. Сравнение рабочей Ñ Ð°Ñ€Ð°ÐºÑ‚ÐµÑ€Ð¸ÑÑ‚Ð¸ÐºÐ¸ Ñ Ð°Ñ€Ð°ÐºÑ‚ÐµÑ€Ð¸ÑÑ‚Ð¸ÐºÐ°Ð¼Ð¸, построенными в программе АПК «ГРаНиТ» Объектом исследования является проточная часть гидротурбины на напор 45 метров. Предметом исследования являются параметры рабочего колеса гидротурбины при Ñ€Ð°Ð·Ð½Ñ‹Ñ ÑƒÐ³Ð»Ð°Ñ Ñ€Ð°ÑÐºÑ€Ñ‹Ñ‚Ð¸Ñ лопаток направляющего аппарата., The given work is devoted to comparison of methods of design and calculation of a liquid flow in flow path of a radial-axis turbine by quasi-three-dimensional methods in Granit and finite-element method in Ansys program complex. The main purpose of the paper is to compare the results of operational characteristics built by Ansys calcu-lations and universal characteristics built by the results of the calculation in APC "Granit". In the course of our study, we solved the following tasks: 1. Model construction of elements of hydraulic turbine flow part, namely: spiral chamber, inter-blade channels of guide vanes at different blade rotation angles, inter-blade channel of turbine impeller, suction pipe. 2. Development of a mathematical model of water flow through the flowing part of the hydraulic turbine 3. Construction of turbine operating characteristic on base of calculations in Ansys software. 4. Comparison of operating characteristic with universal characteristic built in "Granit" software An object of the research is a hydraulic turbine's flow part with the head of 45 m. Parameters of water turbine impeller at different angles of guide vanes opening are the subject of research. The area of application of this research is specification of results of calculations in programs using quasi-dimensional methods of flow part construction.

Тема выпускной квалификационной работы: «Проектирование, расчёт и конструирование турбодетандерного агрегата» В работе выполнен расчет тепловой ÑÑ ÐµÐ¼Ñ‹, приближенный расчёт компрессора, оптимизационный расчёт, расчёт радиально-осевой турбины, прочностной расчет диска и ротора агрегата, описана конструкция установки. Также обоснован выбор типа турбины для установки для низкотемпературной сепарации., The topic of the final qualification work: "Design, calculation and construction of a turboexpander" In the work, the calculation of the thermal scheme, the approximate calculation of the compressor, the optimization calculation, the calculation of the radial-axial turbine, the strength calculation of the disk and the rotor of the unit are performed, the design of the installation is described. The choice of the type of turbine for the installation for low-temperature separation is also justified.

В данной работе осуществлено проектирование малогабаритной газотурбинной установки с заданной мощностью 100 кВт и с отдельным приводом компрессора от электродвигателя. Проведены газодинамические расчеты и подобраны оптимальные параметры для радиально-осевой турбины и центробежного компрессора (степень повышения давления в компрессоре, диметр колеса турбины, угол входа потока в колесо турбины из направляющего аппарата в абсолютном движении и т.д.). Исследованы аспекты статической и динамической прочности установки, а также проанализированы ее характеристики и показатели работы., In this work, the design of a small-sized gas turbine unit with a given power. The optimal parameters for the axial-axis turbine and centrifugal compressor (the degree of pressure increase in the compressor, the diameter of the turbine wheels, the angle of entry of the flow into the turbine wheel from the guide vane in absolute motion, etc.). Aspects of static and dynamic stability of installations were investigated, as well as its characteristics and performance indicators were analyzed.

The influence of shape of the blade trailing edges on the flow patterns and integral flow characteristics of the radial-axial turbine rotors is investigated. Also a modified analytical method of design of spatial blades of radial-axial rotors with complex lean of leading and trailing edges is proposed. A radial-axial rotor designed for a turboexpander unit of a complex gas treatment plant working in a gas condensate field is chosen as an object of investigations. Three types of rotors are considered having the same geometry of meridional contours, but differing in shape of blade trailing edges. In the first variant of the rotor its blades have radial trailing edges, in the second variant the trailing edges are straight with circumferential lean, and in the third variant they are designed in the form of arcs leaned in the circumferential direction. It is shown that the application of complex lean of trailing edges of low-loaded radial-axial rotor blades allows us to increase the flow efficiency by 3.1% compared with the rotor blades having radial trailing edges, Проведено исследование влияния формы выходной кромки на структуру потока и интегральные характеристики проточной части, а также предложен модифицированный аналитический метод задания пространственных радиально-осевых рабочих колес (РК) со сложными навалами входных и выходных кромок. В качестве объекта исследования выбрано радиально-осевое РК, предназначенное для турбины турбодетандерного агрегата установки комплексной подготовки газа, работающей на одном из газоконденсатных месторождений. Рассмотрено три типа РК, имеющих одинаковую геометрию меридиональных обводов, но отличающихся формой выходных кромок. В первом варианте РК выходные кромки радиальные, во втором – прямые с окружным навалом, а в третьем – в виде дуги, наваленной в окружном направлении. Показано, что использование сложного навала выходных кромок низконагруженного радиально-осевого РК позволило повысить КПД на 3,1% по сравнению с конструкцией с радиальными выходными кромками, Запропоновано модифікований аналітичний метод задання просторових радіально-осьових робочих коліс зі складними навалами вхідних і вихідних кромок. Досліджено вплив форми навалу вихідних кромок лопаток радіально-осьових робочих коліс на їх ефективність. Показано, що використання складного окружного навалу вихідних кромок дозволяє забезпечити істотне підвищення коефіцієнта корисної дії низьконавантажених радіально-осьових робочих коліс

Рассмотрено влияние формы профиля лопаток радиальных направляющих аппаратов на эффективность высоконагруженной ступени турбины ORC со степенью понижения полного давления выше семидесяти. Показано, что наибольшую эффективность обеспечивает направляющий аппарат, построенный с использованием нового аналитического метода профилирования радиальных лопаток турбинных ступеней. Согласно с этим методом профиль задается в криволинейной системе координат, состоит из входной и выходной кромок, а также спинки и корытца, описанных кривыми 5-го и 4-го порядков соответственно. It was carried out a study of radial stator blades profile shape influence on the efficiency of high-loaded ORC turbine stage with the degree of reduction of the total pressure above 70. Three variants of turbines with different types of stator blade profiles are considered: the profile developed using a standard method for axial blades; the "half-drop" profile and the profile developed using the proposed method. It is shown that stator developed with the use of new method of analytical profiling of radial stator blades provides highest efficiency. The profile of radial blades is determined in a curvilinear coordinate system and consists of the trailing and leading edges, and also of suction and pressure sides described by polynomial curves of the 5th and 4th order, respectively. The special form of blade-to-blade channels allows us to obtain a low level of profile and trailing edge losses, as well as wave losses of kinetic energy. In the stage with proposed in paper stator blade shape, the kinetic energy losses related to the enthalpy drop in the stage were decreased by 2,2 % compared to the profile of a classic shape, and by 1,1 % compared to the "half-drop" profile. Using of the high-loaded stage with a new type of stator blade profile allowed us to significantly improve the aerodynamic characteristics of the flow part in the whole stage.

Описано два методи проектування проточних частин турбін радіально-осьового типу для когонераціонной установки, що працює по органічному циклу Ренкіна, та використовує в якості робочого тіла силікатне масло (MDM). Попереднє проектування проточної частини базується на методі 1D розрахунків та попереднього вибору основних геометричних характеристик. Остаточний доведення геометрії проточної частини включає в себе також методи побудови 3D геометрії і методів 3D розрахунку течії в проточній частині турбіни. Модель 3D турбулентної течії реалізована в програмному комплексі IPMFlow, який є розвитком програм FlowER і FlowER-U та програмному комплексі ANSYS. Наведено приклади розроблених проточних частин турбін енергетичних машин потужністю 100 кВт., Описано два метода проектирования проточных частей турбин радиально-осевого типа для когонерационной установки, работающей по органическому циклу Ренкина, использующей в качестве рабочего тела силикатное масло (MDM). Предварительное проектирование проточной части основано на методе 1D расчетов и предварительного выбора основных геометрических характеристик. Окончательная доводка геометрии проточной части включает в себя также методы построения 3D геометрии и методов 3D расчета течения в проточной части турбины. Модель 3D турбулентного течения реализована в программном комплексе IPMFlow, который является развитием программ FlowER и FlowER-U и программном комплексе ANSYS. Представлены примеры разработанных проточных частей турбин энергетических машин мощностью 100 кВт., The paper describes two methods of design of blading systems of radial-axial turbines for an Organic Rankine Cycle (ORC) cogeneration unit working with silica oil MDM. Preliminary design of the turbine flow part draws on methods of 1D calculation and pre-selection of basic geometric characteristics. Final design involves also methods for construction of 3D geometry and methods of 3D flow calculations of the turbine flow part. 3D numerical calculations of turbine flows are made with the help of the software package IPMFlow, developed based on the earlier codes FlowER and FlowER-U, or using the software complex ANSYS. 100 kW ORC turbine designs with the single-stage radial-axial turbine are elaborated in this paper.

The paper describes two methods of design of blading systems of radial-axial turbines for an Organic Rankine Cycle (ORC) cogeneration unit working with silica oil MDM. Preliminary design of the turbine flow part draws on methods of 1D calculation and pre-selection of basic geometric characteristics. Final design involves also methods for construction of 3D geometry and methods of 3D flow calculations of the turbine flow part. 3D numerical calculations of turbine flows are made with the help of the software package IPMFlow, developed based on the earlier codes FlowER and FlowER-U, or using the software complex ANSYS. 100 kW ORC turbine designs with the single-stage radial-axial turbine are elaborated in this paper. Описано два метода проектирования проточных частей турбин радиально-осевого типа для когонерационной установки, работающей по органическому циклу Ренкина, использующей в качестве рабочего тела силикатное масло (MDM). Предварительное проектирование проточной части основано на методе 1D расчетов и предварительного выбора основных геометрических характеристик. Окончательная доводка геометрии проточной части включает в себя также методы построения 3D геометрии и методов 3D расчета течения в проточной части турбины. Модель 3D турбулентного течения реализована в программном комплексе IPMFlow, который является развитием программ FlowER и FlowER-U и программном комплексе ANSYS. Представлены примеры разработанных проточных частей турбин энергетических машин мощностью 100 кВт.