Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2021
Ключевые слова: Return Channel, centrifugal compressor, loss coefficient, parametrization, обратно-направляющий аппарат, центробежный компрессор, коэффициент потерь, параметризация
Аннотация: Обратно-направляющий аппарат является важным элементом проточной части многоступенчатого центробежного компрессора, имеет сложную конфигурацию. Его проточная часть определяется большим количеством параметров и размеров. Проектирование и оптимизация неподвижных элементов - это долгий и трудоемкий процесс. Применение современных вычиПоказать полностьюслительных систем позволяет производить расчёты различных вариантов исполнения обратно-направляющих аппаратов и выбирать наилучший вариант, что значительно сокращает затраты времени. Целью данной работы было построение параметризированной модели неподвижных элементов. Подробно рассмотрен процесс построения эскизов в программе DesignModeler программного комплекса ANSYS CFX с выводом изменяемых величин в таблицу параметров Workbench. Также описан процесс передачи данных в сеточный генератор TurboGrid, особенности постановки граничных условий для параметризированной модели в CFX-Pre и возможности вывода данных по результатам расчёта из программы CFD-Post в таблицу параметров. В качестве исследуемого объекта были выбраны неподвижные элементы малорасходной центробежной ступени. При построении проточной части в программе DesignModeler определены геометрические параметры, которые подлежат оптимизации. Для оценки эффективности лопаточной решётки задавались функции коэффициента потерь и потери полного давления. Пример простой оптимизации и её результаты представлены в табличном виде, для наглядности построен график. Показаны возможности работы с рассчитанными вариантами в программе CFD-Post, просмотр картины течения и расчет необходимых газодинамических характеристик. Использование современных вычислительных систем делает возможным проведение более сложной оптимизации с несколькими изменяемыми параметрами и разными критериями эффективности, что позволяет рассчитать большое количество вариантов и значительно экономит время на постановку новой задачи. An important element of the multistage centrifugal compressor flow path is a return channel, which has a complex configuration, its flow path is determined by a large number of parameters and sizes. Designing and optimizing stator elements is a long and laborious process. The use of modern computing systems can significantly reduce the time spent, make calculations of different variants for the return channel execution and choose the best. The aim of this work was to construct a parameterized model of stator elements. The process of constructing sketches in the DesignModeler program of the ANSYS CFX software package with the output of variable values to the Workbench parameter table is considered in detail. It also describes the process of transferring data to a TurboGrid grid generator, the peculiarities of setting boundary conditions for a parameterized model in CFX-Pre, and the possibility of outputting data to a parameter table according to the calculation results from the CFD-Post program. The stator elements of the centrifugal compressor stage with low-flow rate were selected as the object under study. When constructing the flow path in the DesignModeler program, geometric parameters are determined that are subject to optimization. To assess the effectiveness of the vane cascade, the functions of loss coefficient and total pressure losses were set. The optimization results in the program are presented in tabular form, for clarity, a graph is built. Each calculated point can be opened in the CFD-Post, see the flow structure and calculate the necessary gas-dynamic characteristics. The use of modern computing systems makes it possible to carry out more complex optimization with several variable parameters and different performance criteria, which allows you to calculate a large number of variants and significantly saves time for setting a new task.
Журнал: Компрессорная техника и пневматика
Выпуск журнала: № 1
Номера страниц: 3-8
ISSN журнала: 24133035
Место издания: Казань
Издатель: Казанский национальный исследовательский технологический университет