Розробка проточних частин турбін потужністю 500 кВт і 1 МВт з органічним циклом Ренкіна

image_print
DOI https://doi.org/10.15407/pmach2017.03.012
Журнал Проблеми машинобудування
Видавець Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України
ISSN 0131-2928 (print), 2411-0779 (online)
Випуск Том 20, № 3, 2017 (вересень)
Сторінки 12-19

 

Автори

Р. А. Русанов, Інститут проточних машин ім. Р. Шевальського Польської АН, (Польща, м. Гданськ 80-231, вул. Фішера, 14), e-mail: rrusanov@imp.gda.pl, ORCID: 0000-0003-2930-2574

M. Szymaniak, Інститут проточних машин ім. Р. Шевальського Польської АН, (Польща, м. Гданськ 80-231, вул. Фішера, 14)

А. В. Русанов, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України (61046, Україна, м. Харків, вул. Пожарського, 2/10), e-mail: rusanov@ipmach.kharkov.ua, ORCID: 0000-0002-9957-8974

P. Lampart, Інститут проточних машин ім. Р. Шевальського Польської АН, (Польща, м. Гданськ 80-231, вул. Фішера, 14), ORCID: 0000-0003-3786-7428

 

Анотація

Розглянуто декілька варіантів проточних частин осьових турбін потужністю 50 кВт та 1 МВт для когенераційної установки, що використовує як робоче тіло силіконове масло (MDM). Єдиним геометричним обмеженням для проектування цих турбін було мінімальна висота лопатки – 20 мм. Остаточні тривимірні розрахунки всіх ступенів турбіни проведено з урахуванням реальних властивостей робочого тіла на основі модифікованого рівняння стану Бенедикта-Вебба-Рубіна. Газодинамічна ефективність розроблених проточних частин турбін задовольняє вимоги, що ставляться  до енергетичних машин подібного роду.

 

Ключові слова: ORC, проточна частина, аналітичний метод профілювання, просторова течія, чисельне моделювання, модифіковане рівняння Бенедикта-Вебба-Рубіна з 32 членами

 

Література

  1. Duvia, A. ORC plants for power production from biomasss from 0.4 to 1.5 MWe / A. Duvia, M. Gaia // Technology, efficiency, practical experiences and economy, Proc. 7th Holzenergie Symposium, ETH Zürich. – 2002.
  2. Щегляев, А. В. Паровые турбины / А. В. Щегляев. – М.: Энергия, 1976. – 358 с.
  3. Русанов, А. В. Метод аналитического профилирования лопаточных венцов проточных частей осевых турбин / А. В. Русанов, Н. В. Пащенко, А. И. Косьянова // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2009. – № 2/7 (38). – C. 32–37.
  4. Русанов, А. В. Профилирование радиально-осевых турбин с использованием современных компьютерных технологий/ А. В. Русанов, О. И. Шатравка, А. И. Косьянова // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2009. – № 4/4 (40). – С. 58–62.
  5. А.с. Комплекс програм розрахунку тривимірних течій газу в багатовінцевих турбомашинах «FlowER»/ С. В. Єршов, А. В. Русанов. – Державне агентство України з авторських та суміжних прав, ПА № 77; 19.02.96. – 1 с.
  6. Русанов, А. В. Математическое моделирование нестационарных газодинамических процессов в проточных частях турбомашин / А. В. Русанов, С. В. Єршов. – Харьков: ИПМаш НАН Украины, 2008. – 275 с.
  7. Lampart, P. Validation of 3D RANS Solver With a State Equation of Thermally Perfect and Calorically Imperfect Gas on a Multi-Stage Low-Pressure Steam Turbine Flow / P. Lampart, A. Rusanov, S. Yershov // J. of Fluids Eng. – 2005. – Vol. 127, iss. 1. – Р. 83–93. https://doi.org/10.1115/1.1852491
  8. Lampart, P. Increasing flow efficiency of high-pressure and low-pressure stream turbine stages from numerical optimization of 3D blading / P. Lampart, S. Yershov, A. Rusanov // Engineering Optimization. – 2005. – Vol. 37, iss. 2. – P. 145–166.  https://doi.org/10.1080/03052150512331315497
  9. REFPROP, National Institute of Standards and Technology Standard Reference Database Number 23. – Available from:: http://www.nist.gov/srd/nist23.htm.
  10. Русанов, А.В. Интерполяционно-аналитический метод учета реальных свойств газов и жидкостей / А. В. Русанов // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. − 2013. − № 3/10 (63). − С. 53−57.
  11. IAPWS, Revised Release on the IAPWS Formulation 1995 for the Thermodynamic Properties of Ordinary Water Substance for General and Scientific Use. – Available from: http://www.iapws.org.
  12. Younglove, B. A., Thermophysical Properties of Fluids II Methane, Ethane, Propane, Isobutane, and Normal Butane / B. A. Younglove, J. F. Ely // J. Physical and Chemical Reference Data. – 1987. – Vol. 16, iss. 4. – P. 577–798. https://doi.org/10.1063/1.555785
  13. Нащокин, В. В. Техническая термодинамика и теплопередача / В. В. Нащокин. – М.: Высш. шк., 1980. – 496 с.
  14. Opracowanie kanału przepływowego turbiny osiowej ORC na czynnik roboczy MDM 500 kW i 1 MW z łopatkami kształtowanymi wzdłuż wysokości kanału / R. Rusanov, M. Szymaniak, Ł. Jędrzejewski, P. Bagiński. – Nr arch. 1063/2014.  Gdańsk: IMP PAN.

 

Надійшла до редакції 20 червня 2017 р.