Исследование влияния пристеночного параметра y+ на результаты численного моделирования конфузорного течения во входном устройстве центробежного компрессора
DOI: 10.17586/1606-4313-2020-19-1-27-33
УДК 621.515
Гилева Л.В., Аксенов А.А., Кожухов Ю.В., Петров А.Ю.
Ключевые слова: входное устройство, пристеночная функция, центробежный компрессор, численный эксперимент, разработка математической модели.
УДК 621.515
Исследование влияния пристеночного параметра y+ на результаты численного моделирования конфузорного течения во входном устройстве центробежного компрессора
Ссылка для цитирования: Гилева Л.В., Аксенов А.А., Кожухов Ю.В., Петров А.Ю. Исследование влияния пристеночного параметра y+ на результаты численного моделирования конфузорного течения во входном устройстве центробежного компрессора // Вестник Международной академии холода. 2020. № 1. С.27-33
Аннотация
Эффективность компрессорных машин для холодильных установок характеризуется коэффициентом полезного действия (КПД). Повышение КПД ступени необходимо для всех видов компрессорных машин. В работе проведено исследование входного радиального устройства центробежного компрессора, непосредственно оказывающее влияние на значение КПД ступени и компрессора в целом. Разработана математическая модель для проведения численного эксперимента. Для математической модели проведена валидация на натурном эксперименте. Разработка математической модели включала в себя исследование на сеточную независимость, подбор граничных условий и исследование влияния пристеночной функции y+для конкретной модели турбулентности. y+– важный параметр при проведении численных экспериментов, и его неправильный выбор может привести к тому, что картина потока будет нефизична. Существуют определенные рекомендации по значению y+для различных моделей турбулентности. Однако, как показало данное исследование, существующие рекомендации не универсальны для различных частей проточной части центробежных компрессоров. Исследованы и приведены рекомендации по значению параметра y+для входных устройств с различным значением степени конфузорности при различных значениях числа Рейнольдса. Для определения формы функции зависимости потерь от среднего значения y+результаты расчетов были сведены в отдельные графики и аппроксимированы отдельными функциями. Получена аппроксимационная зависимость по результатам численного эксперимента влияния среднего значения y+, степени конфузорности камеры и числа Рейнольдса на потери входного радиального устройства. Полученная зависимость была принята для определения оптимального значения y+meanи высоты первого пристеночного слоя для экспериментальных исследований камер. Результаты численного эксперимента сравнивались с результатами натурного эксперимента. Полученные результаты позволяют повысить точность CFD-моделирования и сократить время подготовки расчетной модели для входных радиальных устройств.
Аннотация
Эффективность компрессорных машин для холодильных установок характеризуется коэффициентом полезного действия (КПД). Повышение КПД ступени необходимо для всех видов компрессорных машин. В работе проведено исследование входного радиального устройства центробежного компрессора, непосредственно оказывающее влияние на значение КПД ступени и компрессора в целом. Разработана математическая модель для проведения численного эксперимента. Для математической модели проведена валидация на натурном эксперименте. Разработка математической модели включала в себя исследование на сеточную независимость, подбор граничных условий и исследование влияния пристеночной функции y+для конкретной модели турбулентности. y+– важный параметр при проведении численных экспериментов, и его неправильный выбор может привести к тому, что картина потока будет нефизична. Существуют определенные рекомендации по значению y+для различных моделей турбулентности. Однако, как показало данное исследование, существующие рекомендации не универсальны для различных частей проточной части центробежных компрессоров. Исследованы и приведены рекомендации по значению параметра y+для входных устройств с различным значением степени конфузорности при различных значениях числа Рейнольдса. Для определения формы функции зависимости потерь от среднего значения y+результаты расчетов были сведены в отдельные графики и аппроксимированы отдельными функциями. Получена аппроксимационная зависимость по результатам численного эксперимента влияния среднего значения y+, степени конфузорности камеры и числа Рейнольдса на потери входного радиального устройства. Полученная зависимость была принята для определения оптимального значения y+meanи высоты первого пристеночного слоя для экспериментальных исследований камер. Результаты численного эксперимента сравнивались с результатами натурного эксперимента. Полученные результаты позволяют повысить точность CFD-моделирования и сократить время подготовки расчетной модели для входных радиальных устройств.
Ключевые слова: входное устройство, пристеночная функция, центробежный компрессор, численный эксперимент, разработка математической модели.
English
Русский
