Верификация упрощенной математической модели центробежных компрессорных ступеней

Упрощенная модель оценки коэффициента полезного действия центробежной компрессорной ступени разработана еще в начале 1990-х годов. Для его вычисления достаточно знать параметры проектирования и критерии подобия. Модель успешно применяют для вариантного расчета компрессоров в компьютерных программах метода универсального моделирования. При минимальной затрате времени сравниваются варианты компрессоров с разным количеством валов и их оборотов, количеством ступеней и промежуточных охлаждений, типом рабочих колес и диффузоров. Недавно модель была подвергнута существенной ревизии и переработке. В связи с этим проведена верификация новой модели с сопоставлением рассчитанных и измеренных коэффициентов полезного действия для нескольких десятков ступеней. Верификация дала положительные результаты.

Литература

[1] Japikse D. Turbomachinery design with an agile engineering system. JSME fluid engineering conference, Osaka, September 19–20, 2003, pp. 19–20.

[2] Japikse D. Agile design system in the age of concurrent engineering. JANNAF Conference, Albuquerque, 1996, December, pp. 331–345.

[3] Japikse D. Design system development for turbomachinery (turbopump) designs — 1998 and a decade beyond. JANNAF Conference, Cleveland, Ohio, 1998, July 15–17, pp. 263–275.

[4] Лунев А.Т. Структура метода проектирования и испытания проточной части нагнетателей для перекачивания природного газа. Компрессорная техника и пневматика, 2001, № 10, c. 4–7.

[5] Лунев А.Т., Вячкилев О.А., Дроздов Ю.В. Проектирование центробежных компрессорных ступеней на основе математической модели. Проектирование и исследование компрессорных машин: сб. статей, 1997, вып. 3, с. 53–64.

[6] Лунев А.Т. Разработка высокоэффективных сменных проточных частей центробежных компрессоров газоперекачивающих агрегатов. Дис. … канд. техн. наук. Казань, 2005, 123 c.

[7] Селезнев К.П., Галеркин Ю.Б. Центробежные компрессоры. Ленинград, Машиностроение, 1982. 271 c.

[8] Галеркин Ю.Б. Турбокомпрессоры. Рабочий процесс, расчет и проектирование проточной части. Москва, КХТ, 2010. 596 с.

[9] Галеркин Ю.Б., Солдатова К.В. Моделирование рабочего процесса промышленных центробежных компрессоров. Научные основы, этапы развития, современное состояние. Санкт-Петербург, Изд-во Политехнического университета, 2011. 327 с.

[10] Galerkin Y., Soldatova K., Drozdov A. Modern state of the universal modeling for centrifugal compressors. World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Mechanical, Aerospace, Industrial, Mechatronic and Manufacturing Engineering, 2015, Paris, vol. 9, no. 01. URL: https://www.researchgate.net/publication/281965890_Modern_State_of_the_Universal_Modeling_for_Centrifugal_Compressors (дата обращения 14 апреля 2018).

[11] Попова Е.Ю. Оптимизация основных параметров ступеней турбомашин на основе математического моделирования. Дис. … канд. техн. наук. Cанкт-Петербург, 1991. 24 с.

[12] Рекстин А.Ф., Попова Е.Ю., Уцеховский А.А. Алгебраические уравнения оценки эффективности центробежной компрессорной ступени. Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства. Матер. 8-й Междунар. науч.-техн. конф., Омск, 26 февраля–2 марта 2018, Омск, Омский государственный технический университет, 2018, с. 133–134.

[13] Солдатова К.В. Создание новой математической модели проточной части центробежных компрессоров и базы данных модельных ступеней. Дис. … д-ра техн. наук. Санкт-Петербург, 2017. 357 с.

[14] Galerkin Y., Soldatova K., Drozdov A. New version of the universal modelling for centrifugal compressor gas dynamic design. 22nd International Compressor Engineering Conference at Purdue, 14–17 July, 2014, Purdue University. URL: https://docs.lib.purdue.edu/icec/2275/ (дата обращения 14 апреля 2018).

[15] Galerkin Y., Soldatova K. The application of the Universal Modeling Method to development of centrifugal compressor model stages. 8th International Conference on Compressors and Their Systems, London, 9–10 September 2013, Institution of Mechanical Engineers, 2013, pp. 477–487.

[16] Galerkin Y., Drozdov А., Rekstin A., Soldatova K. An alternative method for centrifugal compressor loading factor modelling. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, London, 6 September 2017, vol. 232, is. 1, no. 012039, doi: 10.1088/1757-899X/232/1/012039.

[17] Galerkin Y., Rekstin A., Soldatova K., Drozdov A. Universal modeling method — the instrument for centrifugal compressor gas dynamic design. ASME Gas Turbine India Conference, Hyderabad, India, 2–3 December 2015, no. 119665, doi: 10.1115/GTINDIA2015-1202.

[18] Galerkin Y., Soldatova K., Drozdov A. Modern state of the universal modeling for centrifugal compressors. International Conference on Numerical Methods in Industrial Processes. World Academy of science, engineering and technology, Paris, 2015, vol. 9, no. 1, 2015, рp. 150–156.

[19] Soldatova K., Galerkin Y. Loading factor performance of a centrifugal compressor impeller. Specific features and way of modeling. World Academy of Science, Engineering and Technology. 18th International Conference on Mathematics and Statistical Engineering, Australia, Sydney, 2016, vol. 3, no. 12, no. 822.

[20] Soldatova К. The application of mathematical models for industrial centrifugal compressor optimal design. ICCMS 2018: 10th International Conference on Computer Modeling and Simulation, Australia, Sydney, 2018, paper ID 008.