The prediction of the flow conditions in diffusing passages has long been a major unsolved problem fluid mechanics. The chief complicating effect is the presence of the large adverse pressure gradient, whose exact influence on the velocity distribution has defied mathematical analysis. In the paper, the method of flow-separation forecasting for steady, incompressible flows without swirl in axisymmetrical conical diffusers has been described. The separation conditions are shown to depend on the shear stress distribution inside of the turbulent boundary layer. Comparisons between the predictions of boundary-layer theory and the actual data of diffuser passages are given.
PL
W pracy opisano metodę przewidywania oderwania strumienia od ścianki kanału dla ustalonego, nieściśliwego przepływu bez zawirowań, w przepływie symetrycznym, w dyfuzorze stożkowym. wykazano, iż warunki oderwania przepływu zależą od rozkładu naprężeń stycznych w turbulentnej warstwie przyściennej. Przedstawiono porównanie obliczeń wykonanych na podstawie teorii warstwy przyściennej, z danymi eksperymentalnymi dla kanałów dyfuzowych.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono metodę prognozowania zjawiska oderwania w przepływowych elementach maszyn i urządzeń energetycznych. Do tego celu stosuje się kryteria oderwania turbulentnej warstwy przyściennej. Ustalono je na podstawie interpretacji rozszerzonego modelu zjawiska oderwania i podanej metody obliczeń warstwy przyściennej. Rozważania ograniczono głównie do przepływu w dyfuzorach stożkowych i pierścieniowych - najczęściej stosowanych w przepływowych maszynach i instalacjach do konwersji energii kinetycznej czynnika roboczego w energię potencjalną. Uzyskane wyniki obliczeń warstwy przyściennej porównano z innymi metodami i otrzymano dużą ich zbieżność. Podano metodę obliczeń współrzędnej tego przekroju kanału, w którym kończy się bezpieczny obszar przepływu bez oderwania, a zaczyna strefa zagrożenia wystąpieniem tego zjawiska. Odpowiednie programy komputerowe zamieszczono w załączniku. Metoda ta może być wykorzystywana w procesie projektowania wysokosprawnych kanałów dyfuzorowych. Przedstawiono także różne sposoby zapobiegania oderwaniu strumienia w kanałach, ich skuteczność i zakresy stosowalności. W tym nowe - wynikające zarówno z interpretacji przedłożonego modelu zjawiska oderwania, jak i z badań eksperymentalnych. Podano przykłady zastosowania opisanych metod oraz sposobów polepszenia pracy elementów maszyn i urządzeń przepływowych układu elektrowni cieplnej.
EN
A method of flow separation forecasting in elements of turbomachinery and flow installation has been presented in this paper. To that end, the proposed criteria of turbulent boundary - layer separation are used. Based upon an extended (developed) model of flow separation phenomenon, and a for given method of turbulent boundary-layer calculation, the separation criteria have been derived. Theoretical considerations are restricted to flows in conical and annular diffusers - in common use in turbomachinery and flow installations for conversion of working fluid kinetic energy to potential energy. Results of boundary-layer calculation are compared to other well-established analytical methods and experimental data. These have been to be in good agreement. A method for calculating the control cross-section coordinate of the channel, where the safe zone (without flow separation) ends or begins the range of flow menaced by boundary-layer separation, is given. Suitable computer programs are described in appendix B. The calculation method proposed can be used to improve the flow prediction and diffuser channel design. This paper describes previous and new methods for flow separation prevention, their effectiveness and ranges of application. Among them also new ones result both from model separation interpretation and experiments. Examples of application of the methods described above are given and procedures for aerodynamical performance improvement of turbomachinery and flow instalations in thermal power station are presented.
Jednym ze sposobów zmniejszenia zawartości żelaza w wodzie kotłowej bloków energetycznych z kotłami przepływowymi, zwłaszcza pracującymi w warunkach nadkrytycznych, jest jej natlenianie. Odpowiednie zwiększenie zawartości tlenu w wodzie sprzyja powstawaniu ochronnych warstewek hematytu na powierzchniach wewnętrznych rur układu kotłowego i części przepływowej turbiny. Przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych na zaworze modelowym zainstalowanym w układzie przepływowym turbiny 18K.360 bloku nr 3 Elektrowni Bełchatów. Omówiono wyniki analizy przyczyn korozji i erozji elementów turbin w aspekcie stosowanych metod przygotowania wody w obiegu para-woda bloku.
EN
In power units containing monotube boilers, especially those adjusted to critical parameters, a possible way of reducing of the iron contents in boiler water is its oxygenating. Adequate increasing the oxygen contents in water facilitates formation of protective layers of red iron ore on the inside surfaces of the boiler tube system and relevant parts of the turbine. Some results of investigations made on a model valve installed in a turbine system in Bełchatów Electric Power Station (18K360 - Block No. 3) are presented. Some details, having been considered as a reason of corrosion and erosion effects in the turbine elements in the aspects of the applied methods of water treatment for the steam-water block, have been discussed.
Przedstawiono nietypowy przypadek awarii, kiedy uległ rozszczelnieniu wkład rurowy kotła odzyskowego po krótkim okresie eksploatacji.
EN
Presented is an example of a non-standard accident during which the exhaust heat boiler tube insert lost its leak tightness after only a short operating time.
W pracy wzięto pod uwagę trzy metody projektowania stopni maszyn przepływowych: α1=const, wiru swobodnego oraz stałej gęstości strumienia, [1÷6], [15],[16], [18] i [20÷23]. Według każdej z nich określono kąty napływu i spływu oraz dobrano profile, których kształty zmieniają się wzdłuż długości łopatki. Dla wyznaczonych geometrii wykonano obliczenia numeryczne CFD [5] i [12]. Wyznaczone w ten sposób geometrie zostały przebadane metodą CFD z wykorzystaniem programu Ansys w celu uwidocznienia wad i zalet każdej z metod projektowania, a także zaobserwowania takich zjawisk jak: oderwanie strugi od łopatki, wiry podkowiaste czy wiry nadłopatkowe. Wykonano również obliczenia numeryczne wytrzymałościowe CSD - [2] i [24] — oraz wyznaczono wartość częstotliwości drgań własnych łopatki, [7], [13] i [17]. Jako odniesienie przyjęto parametry typowe dla ostatniego stopnia turbiny klasy 18K360.
EN
Three methods (α1 = const, free vortex, constant density of free stream) of the last stage design for low-pressure turbines have been presented. According to each of them values of angles of inflow and outflow were specified and the blade profiles (changing along the length of the bucket) were determined. The stage geometry designated in this way have been tested with Ansys code (CFD) to reveal drawbacks and advantages of each of the design methods, as well as to observe such phenomena as flow separation, vortex zones and zones of back flow in the blading channels. Numerical calculations (CSD) of both mechanical strength and natural frequency of blade have also been done.
W artykule przedstawiono analizę dwupaliwowego układu kogeneracji złożonego z dwóch kotłów parowych OR-10 i turbiny lotniczej TW3-117. Zaproponowano model termodynamiczny do określenia wewnętrznych strat egzergii. Na podstawie wyników obliczeń dokonano charakterystyki porównawczej wartości jednostkowego kosztu wytwarzania ciepła w zależności od rodzaju paliwa turbinowego i czasu pracy siłowni. Omówiono także straty egzergii określone na podstawie modelu termodynamicznego.
EN
In the paper efficiency of bifuelled CHP arrangement with aeroturbine is analysed. This arrangement creates two steam boilers (coal burning) and an aviation turboengine using liquid fuels or natural gas. The termodynamical model of above mentioned CHP system is proposed. Basing on calculation results the comparison of individual heating cost depending on the various fuels used by turboengine is presented. The exergy losses for the arrangement are also discussed.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Omówiono układy, tzw. energetyki rozproszonej, przydatne do zasilania w ciepło i energię elektryczną małych osiedli mieszkaniowych. Układy takie powinny działać przede wszystkim z wykorzystaniem lokalnych paliw odpadowych, zwłaszcza biomasy. Scharakteryzowano różnego rodzaju systemy wykorzystujące: turbinę parową, turbinę gazową, mikroturbinę, turbinę powietrzną, silnik tłokowy gazowy, silnik parowy śrubowy, silnik Stirlinga, uklad gazowo-parowy, podcisnieniowy obieg turbiny gazowej, układ Chenga, układ ORC.
EN
So-called dispersed power systems are presented, provided for heat and electric energy supply of small residential settlements. The systems use local waste fuel sources, especially the biomass fuel. Various systems have been analysed, as using steam turbine, gas turbine, micro turbine, air turbine, gas piston engine, screw-type steam engine, Stirling engine, gas-steam system, under pressure gas turbine circulation system, Cheng system and ORC system.
Stosowanie obiegu ORC z turbiną dośrodkową jest obiecującą alternatywą produkcji prądu elektrycznego, zwłaszcza przy wykorzystaniu niskopotecjalnych źródeł energii (w tym odpadowych), wszędzie tam, gdzie inne metody zawodzą. Szeroki zakres roboczy dość dużej liczby czynników niskowrzących pozwala na zaprojektowanie obiegu termodynamicznego oraz turbiny przy uwzględnieniu najbardziej wymagających warunków cieplno-przepływowych.
W pracy przedstawiono nową propozycję rozwiązania konstrukcyjnego dla zaworu typu zasuwa klinowa, służącego do regulowania strumienia czynnika roboczego (gazu lub cieczy) w instalacjach energetycznych, przemysłowych, itp. Klasyczna zasuwa regulacyjna może mieć w znacznej mierze poprawione charakterystyki przepływowe i wibracyjne (ewentualnie także kawitacyjne), o ile zostanie zmieniona - stosownie do zamieszczonych wytycznych - konstrukcja zarówno samego klinowego organu dławiącego jak i gniazda zaworu. Dodany być także powinien odpowiedni element tłumiący drgania zaworu (zwłaszcza wrzeciona z tarczą zamykającą i korpusu), pochodzące od intensywnych struktur wirowych, rozwijających się za częściowo otwartym organem regulującym.
EN
This paper presents new design of a control gate-valve for liquids and gas flow in industrial installations. The classic control gate-valve flow cavitation and vibration characteristics can be improved by respective design changes in wedge throttling element and valve seat. Also, an appropriate valve vibration absorber should be added. The vibrations come from fluid vortex structures occurring behind the partly opened control valve.
W artykule omówiono współpracę turbiny gazowej z wymiennikami regeneracyjnymi typowego bloku 200 MW. Zaproponowano rozwiązania siłowni, w których turbina parowa pracuje bez upustów, a wymienniki regeneracyjne (w całości lub częściowo) zasilane są spalinami z turbiny gazowej. Do analizy porównawczej otrzymanych wyników przyjęto blok energetyczny 200 MW z odpowiednim układem gazowo-parowym.
EN
Collaboration of gas turbine with typical (in Polish conditions) power unit feedwater heaters system is analyzed in the paper. Power plant with steam turbines working with (some or without) steam extractions and feedwater heating system supplying with turbine exhaust gases is proposed. The 200 MW power unit and combined gas-steam system are assumed for comparative analysis.
Ograniczenie osiągów aerodynamicznych szeregu elementów systemów przepływowych należy od możliwości wystąpienia oderwania strumienia od ścianki kanału. To oderwania spowodowane jest oddziaływaniem dodatniego wzdłużnego gradientu ciśnienia statycznego, opóźniającego ruch płynu w obszarze warstwy przyściennej. Przedstawiono różne sposoby zapobiegania oderwaniu strumienia w kanałach, ich skuteczność i zakresy stosowalności. Szczególną uwagę, zwrócono na rolę tzw. komór wyrównawczych.
EN
Limiting of aerodynamical performance many elements of flow systems is depend on possibility of stream separation. This separation is caused by the action of adverse pressure gradients, retarding in the fluid in the boundary layer. This paper describes previous and new methods for flow separation prevention, their effectiveness and ranges of application. A special attention was paid on meaning of equalization chamber.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.