75 группа 2 вариант / Выпускная квалификационная работа / Записка / Пояснительная записка

на стенках газохода было создано граничное условие “Cтенка”. Шероховатость стенок, выполненных из металла, была выбрана равной 0,05 мм.

На четвертом этапе была произведена генерация расчетной сетки. Пример расчетной сетки модели представлен на рис. 10. Общее количество расчетных ячеек было выбрано с учетом предварительных исследований на сеточную сходимость. Итоговое число расчетных ячеек, необходимое для разрешения геометрии и особенностей структуры течения, составило порядка 123000 элементов. Данное количество было получено исходя из условия, что дальнейшее измельчение сетки не приводило к ощутимому увеличению точности результата. На данном этапе также задавались параметры, управляющие расчетом (шаг по времени задавался числом Куранта-Фридрихса-Леви, равным 100).

Рис. 10. Пример расчетной сетки в FV.

В ходе выполнения расчета сходимость решения определялось по величине невязок скорости на выходном сечении и полном давлении на входном сечении модели.

Необходимость окончания расчета оценивалась по величине невязки искомой величины, в качестве которой выступал коэффициент сопротивления моделируемого участка газохода.

Коэффициенты сопротивления на участке “дымосос – газоход”, определялся по формуле:

61

где, РПвх и РДвх – полное и динамическое давления на входе в модель; РПвых – полное давление на выходе из модели.

Оценка аэродинамической эффективности существующей схемы участка сопряжения «дымосос – газоход» выполнена визуально, используя средства визуализации программного комплекса FV и количественно по значению коэффициента сопротивления данного участка. Пример визуализации слоя по переменной «скорость» в продольном сечении модели приведена на рис. 11.

Рис. 11. Пример визуализации слоя «скорость».

Из рис. 10 видно, что на выходе из осевого дымососа имеет место резкое расширение сечения, что приводит к образованию обширного отрыва потока (вихря). При этом длина стабилизационного участка (Lстаб) оказывается весьма значительной (Lстаб ≈ 10·Dэкв, где Dэкв – эквивалентный диаметр прямого участка газохода). Из условия компоновки непосредственно за участком сопряжения расположен поворот газохода (рис. 6). В результате этого поток дымовых газов не успевает стабилизироваться и на входе в поворот он имеет неравномерный профиль скоростей, что еще больше увеличивает сопротивление внешних газоходов и способствует образованию вихревых зон.

Аэродинамические исследования показали, что сопротивление рассматриваемого участка зависит от его длины. Далее приведены результаты расчета коэффициента сопротивления участков сопряжения дымососов с газоходами ниток А, Б, В блока №9.

62

5.3. Разработка новой аэродинамической схемы участка сопряжения «дымосос – газоход»

Одним из способов снижения сопротивления рассматриваемых участков является установка за кольцевым диффузором дымососа обтекателя. Это позволит обеспечить более плавный выход дымовых газов из кольцевого диффузора дымососа и по возможности сократить интенсивность явлений, связанных с отрывом потока. Схема и место установки обтекателя приведены на рис. 7 (поз. 8). Исследование эффективности установки обтекателя за выходным диффузором дымососа проводилось аналогичным методом аэродинамических исследований описанных раннее. Геометрическая модель нового участка сопряжения «дымосос-газоход» приведена на рис. 12.

Результаты аэродинамических исследований новой схемы участка сопряжения приведены на рис. 12 и сведены в таблицу ниже.

63

Рис.13. Пример визуализации слоя «скорость» для варианта с обтекателем.

Из данной таблицы и рис. 12 видно, что установка обтекателя за срезом внутреннего кожуха выходного диффузора дымососа позволяет обеспечить плавный характер течения потока на этом участке и снизить его сопротивление в 2 ÷ 3 раза за счет существенного снижения размера вихревой зоны. При этом, чем меньше длина диффузор-перехода, тем выше его сопротивление. Это объясняется тем, что с уменьшением длины данного участка происходит увеличение угла раскрытия его стенок. Это способствует более быстрому падению скорости, что приводит к отрыву пограничного слоя от стенок и увеличению аэродинамических потерь.

64

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК:

1. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. - М.Л.:Госэнергоиздат. - 1960.

2. Левин М.Л., Боткачик И.А. Дымососы и вентиляторы мощных электростанций. - М.Л.: Госэнергоиздат. - 1962.

3.Волков Э.П., Гаврилов Е.И., Дужих Ф.П. Газоотводящие трубы ТЭС

иАЭС. - М: Энергоатомиздат. - 1987.

4.Инструкция по эксплуатации энергоблока 1200 МВт.

5.«Термодинамические свойства воды и водяного пара» Ривкин С.Л., 1980г. «Энергия»

6.«Тепловой расчёт паровых турбин» Копелович Б.Э.

7.Мошкарин А.В., Барочкин Е.В., Зорин М.Ю. «Расчет тепловой схемы энергетического блока конденсационной электростанции», Учебнометодическое пособие 2006 г.

8.«Охрана водного и воздушного бассейнов от выбросов ТЭС» Рихтер Л.А. 1981г.

9.«Методические указания по дипломному проектированию ТЭС» Орлов Г.Г. 1985г.

10.«Исследование реальных тепловых схем ТЭС и АЭС» Рубенштейн Я.М., Щепятильников М.И.

11.Типовая энергетическая характеристика турбоагрегата К -1200 - 240

ЛМЗ.

12.Правила техники безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых.

13.h,S-диаграмма водяного пара.

14.«Электрические станции», Энеропрогресс, №12, 2003.

15.Орлов Г.Г., Зорин М.Ю. «Расчет термодинамических циклов ТЭС» Учебное пособие ГОУ ВПО «Ивановский гос. энергетич. ун-т им. В.И. Ленина». – Иваново, 2011.

16.https://flowvision.ru/

65