Оптимизация ступеней центробежных компрессоров
https://doi.org/10.25206/2588-0373-2023-7-4-33-39
Аннотация
В материале описана работа по повышению гидравлической эффективности проточной части ступени центробежного компрессора за счет применения автоматических алгоритмов оптимизации. Критерием оптимизации является политропный КПД ступени компрессора промежуточного типа. Представлена последовательность этапов процесса оптимизации в программном модуле Fine/Design3D пакета программного обеспечения Numeca. Приводится пояснение процесса создания твердотельной модели ступени сжатия. Также представлены газодинамические характеристики разрабатываемой ступени после оптимизации формы роторных и статорных элементов.
Ключевые слова
проточная часть,
центробежный компрессор,
энергоэффективность,
газодинамическая характеристика,
CFD,
Numeca,
оптимизация
Об авторах
Е. В. Дубинин
АО «НИИтурбокомпрессор им. В. Б. Шнеппа»
Россия
Россия
ДУБИНИН Евгений Владимирович, начальник бюро
420029, г. Казань, ул. Сибирский тракт, 40
Б. Ф. Идиятуллин
АО «НИИтурбокомпрессор им. В. Б. Шнеппа»
Россия
Россия
ИДИЯТУЛЛИН Булат Фанисович, инженер по расчетам и режимам 2-й категории
420029, г. Казань, ул. Сибирский тракт, 40
Н. Г. Хасанов
АО «НИИтурбокомпрессор им. В. Б. Шнеппа»
Россия
Россия
ХАСАНОВ Нариман Гаязович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник
420029, г. Казань, ул. Сибирский тракт, 40
Список литературы
1. Cumpsty N. A. Compressor Aerodynamics. 5th ed. Longman, London. 1999. 509 p.
2. Hassan M. A., Reddy K. T. Energy optimization of a centrifugal compressor along with wedge diffuser using ANNcoupled CFD // Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2022. Vol. 44 (10). 442. DOI: 10.1007/s40430-022-03754-x.
3. Baert L., Beauthier C., Leborgne M. [et al.]. Surrogate-Based Optimisation for a Mixed-Variable Design Space: Proof of Concept and Opportunities for Turbomachinery Applications // Proceedings of the ASME Turbo Expo 2015: Turbine Technical Conference and Exposition. Vol. 2 C: Turbomachinery. 2015. DOI: 10.1115/GT2015-43254.
4. Ochabski T., van der Spuy J., Hildebrandt T. A Large Design Space Multidisciplinary Optimization of a Mixed Flow Micro Gas Turbine Compressor Stage // Proceedings of the ASME Turbo Expo 2020: Turbomachinery Technical Conference and Exposition. Vol. 8: Industrial and Cogeneration; Manufacturing Materials and Metallurgy; Marine; Microturbines, Turbochargers, and Small Turbomachines. 2020. DOI: 10.1115/GT2020-14259.
5. Huang S., Lu X., Han G. [et al.]. Research on aerodynamic optimization design method and flow mechanism of a highsubsonic compressor cascade // Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics. 2023. Vol. 16 (1). P. 316–334. DOI: 10.1080/19942060.2021.2020170.
6. Неверов В. В., Любимов А. Н., Чеглаков И. В. Вычислительная газодинамика как инструмент повышения качества, надежности и скорости проектирования проточных частей турбокомпрессоров // Компрессоры и компрессорное оборудование: тр. Междунар. симп. им. К. П. Селезнева. СанктПетербург: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2018. С. 42–49. DOI: 10.18720/SPBPU/2/id18-98. EDN: YVGDVZ.
7. Данилишин А. М., Кожухов Ю. В. Алгоритм и примеры многопараметрической автоматизированной расчетной оптимизации компрессорных ступеней с осерадиальными рабочими колесами турбодетандерных агрегатов // Вестник Международной академии холода. 2022. № 2. С. 27–34. DOI: 10.17586/1606-4313-2022-21-2-27-34.
8. Маренина Л. Н., Галеркин Ю. Б., Дроздов А. А. [и др.]. Опыт оптимизации неподвижных элементов ступеней центробежных компрессоров // Компрессорная техника и пневматика. 2022. № 1. С. 2–11. EDN: VUCKZO.
9. NUMECA. URL: https://www.numeca.de/en/productsdesignoptimisation/ (дата обращения: 27.09.2023).
10. Хасанов Н. Г., Дубинин Е. В., Хуснутдинов И. Ф., Лунев А. Т. Численное моделирование характеристик центробежных компрессоров и турбин в АО «НИИтурбокомпрессор им. В. Б. Шнеппа» // Компрессорная техника и пневматика. 2023. № 2. С. 28–31. EDN: PSHWBG.
11. Хасанов Н. Г., Хуснутдинов И. Ф., Муртазин Р. Ф., Дубинин Е. В. Расчётно-экспериментальное исследование высокорасходной модельной ступени центробежного компрессора с повышенным втулочным отношением // Компрессорная техника и пневматика. 2022. № 4. C. 37–39. EDN: DKVXSF.
12. Лунев А. Т. Разработка высокоэффективных сменных проточных частей центробежных компрессоров газоперекачивающих агрегатов: автореф. дисc. канд. наук. Казань, 2005. 16 с.
Рецензия
Для цитирования:
Дубинин Е.В., Идиятуллин Б.Ф., Хасанов Н.Г. Оптимизация ступеней центробежных компрессоров. Омский научный вестник. Серия "Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение". 2023;7(4):33-39. https://doi.org/10.25206/2588-0373-2023-7-4-33-39
For citation:
Dubinin E.V., Idiyatullin B.F., Khasanov N.G. Optimization of centrifugal compressor stages. Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering. 2023;7(4):33-39. (In Russ.) https://doi.org/10.25206/2588-0373-2023-7-4-33-39
Просмотров:
15
JATS XML
Послать статью по эл. почте 