Моделирование напорной характеристики центробежного компрессорного рабочего колеса

В проектной практике распространен комплекс компьютерных программ для газодинамического проектирования центробежных компрессоров на базе математических моделей коэффициентов полезного действия и теоретического напора — метод универсального моделирования, разработанный в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого. Предложена простая математическая модель напорной характеристики для применения на стадии первичного проектирования. На основании анализа результатов более 120 испытаний нескольких модельных ступеней и их разновидностей принято решение моделировать характеристику коэффициент теоретического напора — коэффициент расхода в виде линейной зависимости. Характеристика проходит через точку «расчетный коэффициент теоретического напора — расчетный коэффициент расхода» и точку коэффициент теоретического напора при нулевом расходе. За основу расчета последнего принята интенсивность относительного вихря в известной формуле А. Стодолы. Зависимость, аппроксимирующая экспериментальные данные, обеспечивает достаточную точность расчета напорной характеристики, при которой могут быть обеспечены требования технического задания к газодинамическому проекту.
EDN: KSLBWF, https://elibrary/KSLBWF

Литература

[1] Васильев Ю.С., Петреня Ю.К., Солдатова К.В. и др. Труды политехнической научной школы турбокомпрессоростроения 21 века. Санкт-Петербург, Политех-Пресс, 2023. 383 с.

[2] Галеркин Ю.Б. Осевые и центробежные компрессоры. Рабочий процесс, расчет и проектирование проточной части. URL: https://chemtech.ru/osevye-i-centrobezhnye-kompressory-kniga-dostupna-dlja-skachivanija/ (дата обращения: 15.04.2025).

[3] Солдатова К.В. Создание новой математической модели проточной части центробежных компрессоров и базы данных модельных ступеней. Дисс. … док. тех. наук. Санкт-Петербург, СПбПУ, 2017. 357 с.

[4] Дроздов А.А. Разработка математической модели расчета и проектирования центробежных компрессоров на основе расчетно-экспериментальных исследований и ее практическое применение. Дисс. … док. тех. наук. Санкт-Петербург, СПбПУ, 2021. 440 с.

[5] Рекстин А.Ф. Научные основы и реализация метода первичного проектирования проточной части центробежных компрессоров. Дисс. … док. тех. наук. Санкт-Петербург, СПбПУ, 2021. 342 с.

[6] Страхович К.И. Центробежные компрессорные машины. Москва, Ленинград, Машгиз, 1940. 401 с.

[7] Рис В.Ф. Центробежные компрессорные машины. Москва, Ленинград, Машиностроение, 1964. 336 с.

[8] Лифшиц С.П. Аэродинамика центробежных компрессорных машин. Москва, Машиностроение, 1966. 341 с.

[9] Эккерт Б. Осевые и центробежные компрессоры. Москва, Машгиз, 1959. 679 с.

[10] Карпов А.Н. Методика моделирования напорной характеристики центробежного компрессорного колеса по результатам испытаний модельных ступеней. Дисс. … канд. тех. наук. Санкт-Петербург, СПбГПУ, 2011. 137 с.

[11] Галеркин Ю.Б., Рекстин А.Ф., Солдатова К.В. и др. Альтернативный способ расчета характеристики коэффициента теоретического напора центробежного компрессорного колеса. Компрессорная техника и пневматика, 2016, № 6, с. 11–19.

[12] Подобуев Ю.С., Селезнев К.П. Теория и расчет осевых и центробежных компрессоров. Москва, Ленинград, Машгиз, 1957. 392 с.

[13] Соловьева О.А. Математическая модель для расчета газодинамических характеристик и оптимизации безлопаточных диффузоров центробежных компрессорных ступеней. Дисс. … канд. тех. наук. Санкт-Петербург, СПбПУ, 2018. 162 с.

[14] Маренина Л.Н. Исследование течения газа в обратно-направляющих аппаратах центробежных компрессоров методами вычислительной газодинамики, разработка рекомендаций для первичного проектирования. Дисс. … канд. тех. наук. Санкт-Петербург, СПбПУ, 2021. 244 с.

[15] Hazby H., Casey M., Robinson C. et al. The design of a family of process compressor stages. Proc. 12th European Conf. on Turbomachinery Fluid dynamics & Thermodynamics, 2017, pp. 52–63, doi: https://doi.org/10.29008/ETC2017-134

[16] Matas R., Syka T., Lunacek O. Numerical and experimental modelling of the centrifugal compressor stage – setting the model of impellers with 2D blades. EPJ Web Conf., 2017, vol. 143, art. 02073, doi: https://doi.org/10.1051/epjconf/201714302073

[17] Васильев Ю.С., Родионов П.И., Соколовский М.И. Высокоэффективные центробежные компрессоры нового поколения. Научные основы расчета, разработка методов оптимального проектирования и освоение производства. Промышленность России, 2000, № 10–11, с. 78–85.