РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ИОНИЗАЦИИ ПАРА НА ПАРАМЕТРЫ ВЛАЖНОПАРОВОГО ПОТОКА В СВЕРХЗВУКОВОМ СОПЛЕ

image_print
Журнал Проблемы машиностроения
Издатель Институт проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного Национальной академии наук Украины
ISSN 0131-2928 (Print), 2411-0779 (Online)
Выпуск Том 19, № 2, 2016 (Июнь)
Страницы 3–10

 

Авторы

А. А. Тарелин, Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (61046, Украина, г. Харьков, ул. Пожарского, 2/10), e-mail: tarelin@ipmach.kharkov.ua, ORCID:  0000-0001-7160-5726

В. П. Орловский, Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (61046, Украина, г. Харьков, ул. Пожарского, 2/10)

А. С. Ковалев, Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (61046, Украина, г. Харьков, ул. Пожарского, 2/10)

А. В. Нечаев, Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины (61046, Украина, г. Харьков, ул. Пожарского, 2/10), e-mail: nechaev.an98@gmail.com, ORCID: 0000-0001-6586-4713

 

Аннотация

Рассмотрены основные особенности разработанной математической модели, на базе которой создан программный комплекс, позволяющий выполнять расчеты параметров неравновесно конденсирующегося пара в каналах с заданной геометрией с учетом объемной конденсации, как на гомогенных, так и на гетерогенных зародышах. Установлено, что изменение абсолютных значений давлений вдоль проточной части сопла, полученные расчетным путем, хорошо согласуются с экспериментальными данными. Констатируется, что впервые выполнен ряд экспериментальных исследований по определению влияния гетерогенных ядер конденсации, полученных путем ионизации пара, на параметры парового потока в сверхзвуковых соплах. Показана возможность снижения потерь от переохлаждения и скачков конденсации за счет ионизации пара, что может способствовать повышению коэффициента полезного действия и мощности отсеков влажнопаровых ступеней натурных турбин.

 

Ключевые слова: паровая турбина, математическая модель, ионизация, неравновесность, скачок конденсации, экспериментальный стенд, КПД

 

Литература

  1. Stodola, A. Dampf- und Gas- Turbinen / A. Stodola. – Berlin: Verlag von Julius Springer, 1922. – 1114 p.
  2. Garmathy, G. Grundlagen einer Theorie der Nabdampfturbine / G. Garmathy. – Zurich, 1962. – 284 p.
  3. Френкель, Я. И. Собрание избранных трудов: В 10 т. – Т. 3. Кинетическая теория жидкостей / Я. И. Френкель. – М.; Л.: АН СССР, 1959. – 460 с.
  4. Салтанов, Г. А. Сверхзвуковые двухфазные течения / Г. А. Салтанов. – Минск: Высш. шк., 1972. – 480 с.
  5. Салтанов, Г. А. Неравновесные и нестационарные процессы в газодинамике однофазных и двухфазных сред / Г. А. Салтанов. – М.: Наука, 1979. – 288 с.
  6. Филиппов, Г. А.. Исследование влияния гидрофобных присадок на работу турбинных ступеней влажного пара / Г. А. Филиппов, О. А.Поваров // Теплоэнергетика. – 1979. – № 6.  – С. 33–35.
  7. Дейч, М. Е. Влияние присадок октадециламина (ОДА) на структурные и энергетические характеристики двухфазных потоков / М. Е. Дейч // Теплоэнергетика. – 1986. – №9. – С. 14–18.
  8. Пат.2385259 Канада, МПК6 F 01 D 25/30. Device to increase turbine efficiency by removing еlectric charge from steam / А. О. Tarelin, V. P. Skliarov (Украина),  Weres (США). № 20022385259; заявл. 16.05.02 опубл. 22.11.02. Режим доступа: ru.espacenet.com.
  9. Тарелин, А. А. Математическое моделирование процессов, происходящих при неравновесном расширении влажного пара / А. А. Тарелин, В. П. Скляров, А. С. Ковалев // Пробл. машиностроения. – 2008. – Т. 11, № 1. – С. 3–7.
  10. Тарелин, А. А. Паровые турбины: электрофизические явления и неравновесные процессы / А. А. Тарелин, В. П. Скляров. – СПб: Энерготех, 2011. – 292 с.
  11. Скляров, В. П. Разработка физических принципов определения концентрации гетерогенных зардышей конденсации в расширяющемся в двухфазной области паре / В. П. Скляров, А. С. Ковалев // Вісн. НТУ «ХПІ». Зб. наук. пр. Енергетичні та теплотехнічні процеси й устаткування. – Харків: НТУ «ХПІ». – 2012. – № 7. – С. 88–96.
  12. Тарелин, А. А. Электризация влажно-парового потока и ее влияние на надежность и эффективность турбин / А. А. Тарелин// Теплоэнергетика. – 2014. – № 11. – С. 21–28.

 

Поступила в редакцию: 01 апреля 2016 г.

Принята в печать