2024_09_16__ГТН-6У_компрессор_CFD

1.

Газодинамический расчет
компрессора
ГТН-6У
РТ ИНЖИНИРИНГ
Документ содержит конфиденциальную информацию.
Документ не предназначен для копирования, распространения
информации, а также для осуществление любых действий на
Документ содержит конфиденциальную информацию. Документ не предназначен для копирования, распространения информации, а основе
также для
осуществление
любых действий на основе изложенной информации.
изложенной
информации.

2.

Цель работы:
1. Сбор, систематизация и анализ имеющейся конструкторской, расчетной и экспериментальной документации.
2. Выполнение 3D CAD моделей проточной части компрессора.
3. Выполнение газодинамических расчетов (3D CFD) компрессора для уточнения параметров производительности и
эффективности.
4. Сопоставление проектных и экспериментальных данных с результатами расчета
Объектом исследования является компрессор ГТН-6У. Компрессор является осевым, однокаскадным, 15-ступенчатым, с
регулированием 4х венцов: ВНА, НА1, НА2 и НА3.
2
Документ содержит конфиденциальную информацию. Документ не предназначен для копирования, распространения информации, а также для осуществление любых действий на основе изложенной информации.

3.

1
Исходные данные
Проектные данные 1991г [1]
3
Документ содержит конфиденциальную информацию. Документ не предназначен для копирования, распространения информации, а также для осуществление любых действий на основе изложенной информации.

4.

1
Исходные данные
Испытания 2002г [2]
4
Документ содержит конфиденциальную информацию. Документ не предназначен для копирования, распространения информации, а также для осуществление любых действий на основе изложенной информации.

5.

1
Исходные данные
Восстановлена 3D геометрия проточной части
5
Документ содержит конфиденциальную информацию. Документ не предназначен для копирования, распространения информации, а также для осуществление любых действий на основе изложенной информации.

6.

3
CFD расчет компрессора
Для уточнения характеристик компрессора, была выполнена серия расчетов на построение трёх напорных веток, при
следующих условиях:
• Положение поворотных лопаток ВНА, НА1, НА2 и НА3 – соответствует рабочему положению (постоянное значение).
• Частота вращения: 10800, 11250 и 11500 об/мин.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
РЛ
25
25
43
43
43
43
43
43
55
55
55
55
55
55
55
НЛ
34
34
34
38
38
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
48
Р* = 101325 Па
Т* = 288.15 К
[3]
P = var
6
Документ содержит конфиденциальную информацию. Документ не предназначен для копирования, распространения информации, а также для осуществление любых действий на основе изложенной информации.

7.

4
Анализ характеристик
1. В проектных и экспериментальных данных заложены слишком оптимистичные значения КПД η*к = 85..85.5%, что не соответствует
проверке детальным 3D расчетом, значение КПД составило η*к = 79..80% (подобная ситуация прослеживается и у ГТЭ-25У).
2. Наблюдается существенное расхождение параметров рабочей точки ГТУ на номинальном режиме между проектными и
экспериментальными данными: по π*к = -9,5%, по G = -5.8%.
3. Расчетный анализ демонстрирует больший расход через компрессор, что может говорить не соответствии реальному регулированию
Пар-р
Разм
проект 1991 испытание 2002 CFD 11250 CFD 11250
компрессора относительно сборочного чертежа [3].
π*
-
12
10.96
12.04
G
кг/с
33.01
31.19
34.75
11.08
34.89
n
об/мин
11250
11292
11250
11250
η*
%
85.0
85.55
79.88
80.10
π*
%
9.51
-
9.87
1.11
G
%
5.84
-
11.41
11.86
η*
%
-0.55
-
-5.67
-5.45
7
Документ содержит конфиденциальную информацию. Документ не предназначен для копирования, распространения информации, а также для осуществление любых действий на основе изложенной информации.

8.

5
Анализ параметров
В данном разделе приведены параметры компрессора в расчетной точке n = 11250 об/мин, π*к = 12.04:
• η*к = 79,9%
• G = 34.77 кг/с
• N = 10.38 МВт
8
Документ содержит конфиденциальную информацию. Документ не предназначен для копирования, распространения информации, а также для осуществление любых действий на основе изложенной информации.

9.

5
Анализ параметров
10%
50%
90%
9
Документ содержит конфиденциальную информацию. Документ не предназначен для копирования, распространения информации, а также для осуществление любых действий на основе изложенной информации.

10.

5
Анализ параметров
10
Документ содержит конфиденциальную информацию. Документ не предназначен для копирования, распространения информации, а также для осуществление любых действий на основе изложенной информации.

11.

Список литературы
1. Технический отчет «Газотурбинная установка типа ГТН-6 «У». Тепловые расчеты ГТУ и газодинамические расчеты турбины»
ТМ-503567РР, стр. 196, 1991.
2. Технический отчет «Теплотехнические испытания головного образца газоперекачивающего агрегата типа ГТН-6У» №2-2-2002, стр.
45, 2002.
3. Сборочный чертёж «Обойма с поворотным направляющим аппаратом» Б-752522СБ, 22.02.1991.
4. ГОСТ 20440-75 «Установки газотурбинные. Методы испытания», ИПК издательство стандартов, Москва, 1975.
5. ГОСТ 58990-2020 «Турбины авиационных газотурбинных двигателей. Методика расчета характеристик турбины на среднем
диаметре», Стандартинформ, Москва 2020.
11
Документ содержит конфиденциальную информацию. Документ не предназначен для копирования, распространения информации, а также для осуществление любых действий на основе изложенной информации.