Research on the effect of a pile of nozzles in the LPI steps on the efficiency of low-flow turbines

Тема выпускной квалификационной работы: «Исследования влияние навала сопел в ступенях ЛПИ на эффективность малорасходных турбин». Данная работа посвящена исследованию влияния геометрических параметров микротурбинных установок, а именно навала сопел, на внутренний КПД установки и методике расчета установок данного типа с помощью математических моделей. В ходе исследования были решены следующие задачи: c. Создание трехмерные модели ступеней ЛПИ с различным навалом сопел в ступени; d. Разработаны трехмерные расчетные модели с использованием современного программного пакета ANSYS CFX; e. Произведено расчет исследуемых вариантов турбинных ступеней с определением основных характеристик; f. Выполнено сравнение итоговых результатов. Работа проведена на базе разработок кафедры турбиностроения ЛПИ, так же было проведено исследование зарубежных аналогов. По результатам проведенных исследований можно сделать вывод, что отрицательный навал, то есть отдаление сопел от рабочего колеса, значительно повышает эффективность турбинной ступени, увеличивается внутренний КПД и мощность, и наоборот, положительный же навал напротив понижает эффективность ступени.

Theme of the final qualification work: "Research on the effect of a pile of nozzles in the LPI steps on the efficiency of low-flow turbines." This work is devoted to the study of the influence of the geometric parameters of microturbine plants, namely the nozzle pile, on the internal efficiency of the installation and the methodology for calculating installations of this type using mathematical models. During the study, the following tasks were solved: a. Creation of three-dimensional models of LPI stages with a different number of nozzles per stage; b. Three-dimensional computational models have been developed using the modern ANSYS CFX software package; c. The calculation of the investigated options for turbine stages with the determination of the main characteristics; d. Comparison of the final results. The work was carried out on the basis of the development of the Department of Turbine Engineering LPI, a study was also conducted of foreign analogues. According to the results of the studies, it can be concluded that a negative pile, that is, a distance between the nozzles and the impeller, significantly increases the efficiency of the turbine stage, internal efficiency and power increase, and vice versa, a positive pile on the contrary reduces the efficiency of the stage.