Совершенствование методов расчёта газодинамических характеристик проточной части стационарных центробежных компрессоров

Цель исследования - совершенствование методов получения газодинамических характеристик (ГДХ) центробежных компрессоров (ЦК). В соответствии с этим предусмотрено решение следующих задач: расчетно-теоретическое исследование имеющихся опытных ГДХ ступеней с целью отыскания обобщенных зависимостей; апробация современного метода конечных элементов для моделирования пространственного течения газа в модельной ступени; совершенствование и внедрение методики расчета суммарных ГДХ ЦКМ, учитывающей рассогласование ступеней и реальность газа; проведение серии эксплуатационных газодинамических испытаний, модернизированных ЦКМ для опытной проверки расчетных ГДХ. Получены обобщенные ГДХ - зависимости обобщенных коэффициентов политропного КПД от удельного коэффициента расхода: kη = f(kφr2) для геометрически неподобных ступеней с лопаточными и безлопаточными диффузорами; kηРК = f(kφr2РК) для геометрически неподобных рабочих колес. Зависимости выражены прямыми линиями, что является новым и простым решением поставленной задачи. При расчете ГДХ ступени и РК политропный КПД ηпол определяется напрямую, а не косвенно. На основе этого разработаны и апробированы методики расчета безразмерных ГДХ ступеней, секций и всего ЦК в целом. Проведен ряд эксплуатационных газодинамических испытаний. Расчетным путем (методом конечных элементов в ПО «Numeca Fine/Turbo») получены безразмерные ГДХ ранее экспериментально отработанной ступени, определены рекомендуемые параметры оптимальной настройки математической модели. Результаты расчетов ГДХ сравнены с экспериментальными и опытными данными.