О проекте
- Моделирование системы внешнего охлаждения ГТД корабельного применения
- ПАО «ОДК-Сатурн»
- Машиностроение, турбомашиностроение
Моделирование системы внешнего охлаждения ГТД корабельного применения
ПАО «ОДК-Сатурн» – российская двигателестроительная компания, специализирующаяся на разработке, производстве, маркетинге, продажах и послепродажном обслуживании газотурбинных двигателей (ГТД) для авиации, флота, энергогенерирующих и газоперекачивающих установок, а также морских и приморских промышленных объектов. Входит в состав Объединённой двигателестроительной корпорации (ОДК) Ростех.
В 2013 г. по заказу ПАО «ОДК-Сатурн» специалисты компании «МЦД» выполнили моделирование системы внешнего охлаждения ГТД для двигателя ГТД Е70/8РД корабельного применения.
Двигатель ГТД Е70/8РД номинальной мощностью 8 МВт снабжен теплозвукоизоляционным кожухом с принудительным охлаждением воздухом. Целью работы было определение возможности охлаждения ГТД принудительным потоком охлаждающего воздуха внутри теплозвукоизоляционного кожуха и подтверждение температурного режима на наружной стенке теплозвукоизоляционного кожуха при принудительном охлаждении.
Моделирование процессов производилось с помощью пакета программных продуктов, реализующих метод конечных объемов в вычислительной механике жидкости и газа Ansys/CFX.
Течение газа во внутреннем пространстве ГТД моделировалось несколькими независимыми потоками газа, физические свойства газа и параметры течения которых соответствовали реальным течениям в различных функциональных зонах ГТД (зонах воздухозабора, компрессора, камеры сгорания, турбин высокого давления, силовой турбины, газоотвода).
Для решения задачи моделирования внешнего охлаждения ГТД были выделены следующие цели:
- Показать независимость параметров теплоотдачи потока газа во внутреннем пространстве ГТД от параметров теплоотдачи на внешней стенке ГТД на модельной конечнообъемной геометрии ГТД;
- Определить эффективные параметры теплоотдачи потока газа во внутреннем пространстве ГТД на конечнообъемной модели ГТД, соответствующей реальной конструкции ГТД Е70/8РД;
- Смоделировать процесс принудительного охлаждения потоком воздуха во внутреннем пространстве теплозвукоизолирующего кожуха с использованием эффективных параметров теплоотдачи, полученных при моделировании потока газа во внутреннем объеме ГТД.
Как было показано на первом этапе моделирования, эффективные параметры теплоотдачи (такие как тепловой поток, коэффициент теплоотдачи и характерная температура в ядре газового потока) слабо зависят от условий охлаждения. В связи с этим, было предложено разделить задачу расчета теплообмена в теплозвукоизолирующем кожухе на две независимые задачи: задачу определения эффективных параметров теплоотдачи ГТД и задачу анализа течения внутри теплоизолирующего кожуха ГТД для проверки выполнения условий работоспособности конструкции системы охлаждения.
Результаты
Задача моделирования была решена на конечнообъемной модели, построенной на основе предоставленной конструкторской документации, в частности, трехмерной САПР-модели изделия.
Работа была разделена на две независимые задачи: задачу определения эффективных параметров теплоотдачи ГТД и задачу моделирования собственно процесса охлаждения.
Специалисты «МЦД» выполнили построение и проверку работоспособности математических моделей процессов теплообмена во внутреннем пространстве ГТД и во внутреннем объеме теплозвукоизолирующего кожуха, включающие в себя корпус ГТД и сам кожух.
Полученные результаты позволили сделать вывод о выполнении критериев применимости системы внешнего охлаждения ГТД, а, следовательно, о возможности применения этой системы.
Есть подобная задача? Звони!
+7 (495) 644-06-08
info@digitaltwin.ru
Пн-Пт 9:00 – 18:00
Другие проекты по теме
Отправить сообщение
Свяжитесь с нами
+7 (495) 644-06-08
info@digitaltwin.ru
Пн-Пт 9:00 – 18:00