Analiza przepływu gazu rzeczywistego przez nastawialny dyfuzor łopatkowy promieniowej maszyny sprężającej
[ 1 ] Katedra Techniki Cieplnej, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, Politechnika Poznańska | [ D ] doktorant
[ 1 ] Katedra Techniki Cieplnej, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, Politechnika Poznańska | [ P ] pracownik
[ 1 ] Katedra Techniki Cieplnej, Wydział Maszyn Roboczych i Transportu, Politechnika Poznańska | [ P ] pracownik
EN Analysis of the flow of real gas through the vaned adjustable diffuser of centrifugal compressor
polski
- sprężarka
- dyfuzor
- przepływ
- compressor
- diffuser
- flow
PL Praca doktorska pod tytułem: „Analiza przepływu gazu rzeczywistego przez nastawialny dyfuzor łopatkowy promieniowej maszyny sprężającej” składa się z kolejno następujących po sobie rozdziałów: - Wprowadzenie, - Cel i tezy pracy, - Algorytmy obliczeniowe, - Dopplerowski anemometr laserowy, - Badania laboratoryjne, - Obliczenia numeryczne, - Zestawienie wyników, wnioski, - Literatura. Dotyczy zjawisk zachodzący podczas przepływu gazu rzeczywistego przez nastawialny dyfuzor łopatkowy promieniowej maszyny sprężającej. W ramach pracy przeprowadzone zostały badania laboratoryjne na stoisku badawczym zbudowanym w oparciu o prototypową dmuchawę promieniową – DA 200, produkcji Zakładów Hipolita Cegielskiego w Poznaniu. Aby zapewnić osiowo symetryczny przepływ w całym zakresie zmian kąta łopatkowego dyfuzora, kolektor klasycznego stopnia sprężającego zastąpiony został dwiema równoległymi tarczami, które tworzyły ścianki boczne dyfuzora bezłopatkowego i łopatkowego. W tarczy przedniej wykonany zastał wziernik w celu umożliwienia przeprowadzenia pomiaru rozkładów prędkości metoda optyczną. W czasie badań zmierzone zostały charakterystyki stopnia sprężającego wyposażonego w nastawialny dyfuzor łopatkowy. W kolejnym kroku dokonano pomiarów rozkładów prędkości w przekroju wlotowym i wylotowym dyfuzora łopatkowego oraz na płaszczyźnie znajdującej się w połowie szerokości kanału. Wykorzystano do tego celu Dopplerowski Anemometr Laserowy (LDA). Jako posiew do prowadzonych pomiarów wykorzystano drobinki wody wytworzone metodą ultradźwiękową. Pomiary rozkładów prędkości wykonane zostały dla trzech nastaw kąta łopatkowego dyfuzora łopatkowego. Pomiar rozkładów prędkości na płaszczyźnie znajdującej się w połowie szerokości kanału wykonano dla jednej nastawy kąta łopatkowego. Dla takich samych warunków jak podczas pomiaru rozkładów prędkości przeprowadzone zostały obliczenia numeryczne z wykorzystaniem programu ANSYS CFX. Obszar obliczeniowy przeprowadzonych kalkulacji obejmował cały stopień sprężający, tj. kanał dolotowy, wirnik, dyfuzor bezłopatkowy, dyfuzor bezłopatkowy oraz następujący po nim dyfuzor bezłopatkowy. Bezpośrednio w pracy zamieszczone zostały wyniki obliczeń stacjonarnych, jednak w dodatku do pracy zamieszczono również przeprowadzone obliczenia niestacjonarne. Na podstawie dokonanego porównania wyników badań laboratoryjnych i wyników uzyskanych na drodze obliczeń numerycznych zaobserwowano dużą zgodność. Na tej podstawie wysnuto wniosek o przydatności programu Ansys CFX do projektowania nastawialnych dyfuzorów łopatkowych. Na podstawie analizy uśrednionych po obwodzie prędkości w przekroju wlotowym dyfuzora dla różnych jego kątów łopatkowych zaobserwowano zależność pomiędzy poziomem niestyczności napływu na łopatki dyfuzora łopatkowego, a długością dyfuzora bezłopatkowego.
EN PhD thesis under the title: " Analysis of the flow of real gas through the vaned adjustable diffuser of centrifugal compressor" contains the following chapters: - Introduction - Targets and theses - Calculation algorithms - Laser Doppler anemometer - Laboratory research - Numerical calculations - Comparison of the results, conclusions - Literature. Refers to a phenomenon occurring during the actual gas flow through the adjustable vane diffuser in centrifugal compressor. Laboratory tests have been carried out on the test stand built at based prototype centrifugal compressor - DA 200, produced by HCP. To provide an axially symmetrical flow throughout the range of angle changes bladed diffuser, the collector of classical centrifugal stage has been replaced by two parallel plates. In the front chainring made speculum to enable the measurement of velocity distributions optical method. During the tests were measured characteristics of the compressor stage equipped with adjustable vane diffuser. In the next step were measured velocity distributions at the inlet and outlet section of the diffuser and velocity distributions at plane situated in the middle of the width of the channel. Used for this purpose Laser Doppler Anemometer (LDA). As the seeds were used for the measurements of water particles produced by sonication. Measurements velocity distributions were made for three blade angles. Measurement of the velocity distributions at the plane located in the middle of the channel width made for one blade angel. For the same conditions as during the measurement of velocity distributions were carried out numerical calculations using ANSYS CFX. Area calculation performed calculations included the whole compression stage: the inlet channel, impeller, vaneless diffuser, vane diffuser and vaneless diffuser. Dissertation published the results of stationary calculations, but addition to the work contains of non-stationary calculations The results of laboratory tests and the results obtained through numerical calculations shown high concordance. It was found that the program Ansys CFX is useful for the design of centrifugal compressor stages. Was observed relationship between the level no-tangency influence on blades of the vane diffuser and the length of vaneless diffuser.
120
inżynieria mechaniczna
mechanika
DrOIN 1653
publiczny
Tomasz Dobski
Poznań, Polska
16.01.2015
polski
publiczny
Władysław Kryłłowicz
Łódź, Polska
15.01.2015
polski
publiczny
rozprawa doktorska
Poznań, Polska
16.02.2015
Rada Wydziału Maszyn Roboczych i Transportu Politechniki Poznańskiej
doktor nauk technicznych w dyscyplinie: budowa i eksploatacja maszyn, w specjalności: technika cieplna