Комплексный метод автоматизированного проектирования двухзвенных ступеней с осерадиальным рабочим колесом центробежных компрессоров

DOI: 10.17586/1606‑4313‑2020‑19‑1-3-11
УДК 621.515

Комплексный метод автоматизированного проектирования двухзвенных ступеней с осерадиальным рабочим колесом центробежных компрессоров

Данилишин А.М., Кожухов Ю.В., Симонов А.М.

Ссылка для цитирования: Данилишин А. М., Кожухов Ю. В., Симонов А. М. Комплексный метод автоматизированного проектирования двухзвенных ступеней с осерадиальным рабочим колесом центробежных компрессоров // Вестник Международной академии холода. 2020. № 1. С. 3–11.

Аннотация
В условии современной тенденции сокращения экспериментальных работ в области компрессоростроения, для проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ разработан комплексный метод автоматизированного газодинамического проектирования и профилирования двухзвенной ступени центробежного компрессора с осерадиальным рабочим колесом. Метод состоит из синтеза традиционных подходов к проектированию с использованием невязких квазитрехмерных и современных вязких трехмерных расчетов c проведением многокритериальной и многопараметрической оптимизации. Проектирование представляет собой поочередный процесс решения обратной и прямой задачи газодинамического расчета. Обратная задача производится по устоявшимся методикам проектирования и профилирования ЛПИ-СПбПУ. Прямая задача состоит в вариантном перепрофилировании проточной части с достижением рационального распределения относительных скоростей невязкого потока на лопатках рабочего колеса. Оценочно определяются коэффициенты потерь в рабочем колесе и безлопаточном диффузоре на основе приближенных методов. Для уточнения потерь и напора производится вязкий трехмерный расчет с получением оценочной газодинамической характеристики. В случае необходимости процесс проектирования повторяется сначала с новыми коэффициентами потерь. На конечном этапе для достижения совершенства проточной части производится многокритериальная и многопараметрическая оптимизация. В статье приводится пример проведения успешной оптимизации модельной двухзвенной ступени с осерадиальным рабочим колесом. Продемонстрированы результаты оценочного расчета потерь в проточной части в сравнении с экспериментальными данными. Показаны распределения скоростей на трех линиях тока и рассчитанная характеристика теоретического напора тестовой решетки осерадиального рабочего колеса.

Ключевые слова: автоматизированное проектирование, двухзвенная ступень, осерадиальное рабочее колесо, центробежный компрессор, вязкий расчет, оптимизация.


Читать статью полностью