Удосконалення методів розрахунку і розробка ефективних систем охолоджування газових турбін

7. Обґрунтовано можливість застосування пористих прокладок з рідиннометалевим теплоносієм для вирівнювання температурного поля оболонки і збільшення ефективності її охолоджування.

8. На основі розроблених і вдосконалених методів виконано розрахунки сучасних і запропоновано перспективні системи охолоджування. Зокрема, отримано такі результати:

- доведено, що для систем охолоджування корпусу, ротора, соплових і робочих лопаток витрата перегрітої водяної пари забезпечує ті ж параметри систем охолоджування, що і повітря при менших приблизно в два рази витратах охолоджувача;

- доведено ефективність вологої пари для охолоджування лопатки газової турбіни і зроблено висновки щодо вибору значення початкового ступеня сухості вологої пари.

9. Результати роботи впроваджені на: ВАТ «Турбоатом», ДП НВКГ «Зоря»-«Машпроект», ВАТ «Актуальна механіка» та у навчальний процес кафедри турбінобудування НТУ «ХПІ».

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Тарасов А.И. Локальный теплообмен и профильные потери на охлаждаемых лопатках ГТУ с учетом зависимости физических свойств газа от температуры / А.Ф. Слитенко, А.И. Тарасов // Энергетическое машиностроение.- Харьков.- 1986.- Вып. 41. - С. 60-63.

Здобувачем проведені розрахунки пограничного шару на профілі лопатки турбіни і зроблена оцінка впливу залежності властивостей газу від температури на інтенсивність теплообміну.

2. Тарасов А.И. Особенности решения задач нестационарной теплопроводности методом конечных элементов / А.И. Тарасов, В.И. Челак // Энергетическое машиностроение.- Харьков.- 1986.- Вып. 42. - С. 94-101.

Здобувачем обґрунтований порядок апроксимації часової похідної температури в методі кінцевих елементів, доведено зниження осциляцій температури при розрахунку нестаціонарних задач теплопровідності.

3. Тарасов А.И. Учет трехмерности температурного состояния энергетического оборудования с помощью объемных источников теплоты / А.И. Тарасов, В.И. Челак // Энергетическое машиностроение. - Харьков.- 1988. - Вып. 46. - С. 57-60.

Здобувачем запропонований підхід для розрахунку температурного стану роторів і корпусів в осесиметричній постановці з урахуванням відтоку теплоти в канали охолоджування, які розташовані у площині, що проходить через вісь обертання.

4. Тарасов А.И. Исследование температурного состояния диска газовой турбины с помощью комплексной программы совместного расчета системы охлаждения и температурного поля / А.Ф. Слитенко, А.И Тарасов, В.Б. Титов, В.И. Челак // Энергетическое машиностроение. - Харьков.- 1989. - Вып. 47. - С. 28-33.

Здобувачем виконаний аналіз ефективності системи охолоджування диска газової турбіни.

5. Тарасов А.И. О целесообразности регулирования расхода воздуха на охлаждение газовой турбины на режимах частичной нагрузки / [А.Ф. Слитенко, А.М. Темиров, А.И. Тарасов, В.Б. Титов, А.В. Зрелов, В.И. Челак] - Теплоэнергетика. - М., 1990. - № 9. - С. 48-50.

Здобувачем проведені розрахунки системи охолоджування газової турбіни на часткових навантаженнях, зроблений аналіз результатів розрахунків.

6. Тарасов А.И. Особенности применения датчиков ИМТК в газотурбостроении / [А.И. Тарасов, В.И. Челак, Л.А. Ефимчук, Я.И. Блюмин] -Теплоэнергетика. -М., 1992. - №10. - С.65-67.

Здобувачем виконані розрахунки тривимірного температурного поля датчика ІМТК, заглибленого в лопатку. Зроблена оцінка похибки вимірювання температури лопатки.

7. Тарасов А.И. Оценка возможности применения жидкометаллических теплоносителей для охлаждения лопаток газовых турбин / А.И. Тарасов, О.А. Литвиненко // Информационные технологии: наука, техника, технология, образование, здоровье: Сб. научных трудов ХГПУ. -1999. - Вып. 7. - Ч 3. - С 81-84.

Здобувачем розроблена програма розрахунку і виконаний аналіз застосування рідиннометалевих теплоносіїв для охолоджування лопаток газових турбін.

8. Tarasov А. Evaluation of the possibility of liquid-metal using for gas turbine cooling/ A.Tarasov, O.Litvinenko// Problemy badawcze energetyki cieplnej: Prace naukowe - Mechanika. - Warszava : Politechnika Warszawska. - 1999. - z.181.- P. 287-293.

Здобувачем обґрунтована можливість використання рідкісноземельний металів у системах охолоджування лопаток турбін.

9. Тарасов А.И. Исследование теплового состояния конструкций огнетехнических установок методом конечных элементов /[В.М. Кошельник, А.В. Кошельник, А.И. Тарасов, Ю.М. Жуков] //Вестник Харьковского государственного политехнического университета. - Харьков : ХГПУ.- 1999.- №. 36.- С. 3-8.

Здобувачем розроблена математична модель конструкції, проведений аналіз теплового стану установки.

10. Тарасов А.И. Методика расчета теплообменного аппарата с термосифонными трубками / А.И. Тарасов, О.А. Литвиненко // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». - Харків : НТУ «ХПІ». - 2001. - №7. - С. 217-223.

Здобувачем розроблена методика розрахунку теплообмінного апарату з термосифонними трубками.

11. Тарасов А.И. Применение пористых сред для выравнивания температурного поля элементов газовых турбин / А.И. Тарасов, О.А. Литвиненко //Вісник Національного технічного університету «ХПІ». - Харків : НТУ «ХПІ». - 2002. - №9. - Т. 12. - С. 175-180.

Здобувачем доведена можливість використання елементів з двофазним теплоносієм для зниження температурних перепадів охолоджуваних деталей газових турбін.

12. Тарасов А.И. Использование элементов с жидкометаллическим теплоносителем в системах охлаждения газовых турбин / А.И. Тарасов, О.А. Литвиненко // Совершенствование турбоустановок методами математического моделирования: Сб. научн. трудов.- Харьков : Ин-т проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного НАН Украины. - 2003. - Т.1. - С. 270-274.

Здобувачем визначені граничні умови теплообміну, показана ефективність вирівнювання перекосів температури за допомогою пористих елементів з рідким металом.

13. Tarasov A. Implementation of heat pipes for gas turbine cooling/ A.Tarasov, O.Litvinenko // Problemy badawcze energetyki cieplnej: Prace naukowe - Mechanika. - Warszava : Politechnika Warszawska. - 2003. - z202.- P. 283-290.

Здобувачем обґрунтована можливість використання пористих елементів для зниження перепадів температури у лопатках турбін.

14. Тарасов А.И. Применение пористой подложки, насыщенной жидкометаллическим теплоносителем в направляющей лопатке турбины высокого давления авиационного двигателя / А.И. Тарасов, О.А. Литвиненко // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». - Харків : НТУ «ХПІ». - 2005. - №6. - С. 77 - 80.

Здобувачем обґрунтована ефективність вирівнювання перекосів температури за допомогою пористих елементів з рідким металом.

15. Тарасов А.И. О моделировании теплообмена на профилях турбинных лопаток с помощью CFD программ / А.И. Тарасов, А.А. Гуринов, Е.В. Рассохин // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». - Харків : НТУ «ХПІ». - 2005. - № 6. - С. 81-84.

Здобувачем визначена завдання дослідження, аналіз результатів CFD-розрахунків тепловіддачі на профілях лопаток турбін.

16. Тарасов А.И. Решение сопряженной задачи расчета трехмерного гидродинамического и теплового пограничного слоя / А.И. Тарасов, А.А. Гуринов // Вісник Національного технічного університету «ХПІ».- Харків : НТУ «ХПІ» .- 2005. - № 29. - С.67-76.

Здобувачем розроблений інтегральний метод розрахунку гідродинамічного і теплового пограничного шару.

17. Тарасов А.И. Замена воздуха на пар в системах охлаждения действующих газовых турбин / А.И. Тарасов // Тяжелое машиностроение. -2006. - №1.- C. 12-14.

18. Тарасов А.И. Моделирование теплового состояния лопаток газовых турбин с дефлекторной системой охлаждения / В.М. Капинос, А.И. Тарасов, В.Н. Пустовалов// Электронное моделирование.- 2006.- №1.- C. 99-107.

Здобувачем розроблений метод теплогідравлічного розрахунку, проведені розрахунки системи охолоджування напрямної лопатки газової турбіни.

19. Тарасов А.И. Сравнительная эффективность парового и воздушного охлаждения диска и лопаток газовой турбины / А.И. Тарасов, А.А. Гуринов, Чан Конг Шанг // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». - Харків : НТУ «ХПІ».- 2006. - №5. - C. 47-52.

Здобувачем виконаний аналіз ефективності застосування пари для охолоджування диска і лопаток газової турбіни.

20. Тарасов А.И. Особенности применения воздуха, пара и влажного пара в системах охлаждения газовых турбин / А.И. Тарасов, А.А. Гуринов // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». - Харків : НТУ «ХПІ».- 2007.- №2. - C. 59-63.

Здобувачем розроблений метод теплогідравлічного розрахунку охолоджування напрямної лопатки газової турбіни вологою парою.

21. Тарасов А.И. О возможности 1-D моделирования течения в придисковых полостях газовых турбин / А.И. Тарасов, Чан Конг Шанг // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». - Харків : НТУ «ХПІ». - 2007. - №2. - C. 115-120.

Здобувачем виконаний аналіз похибки одновимірного розрахунку тиску, що створюється у зазорі між диском і статором.

22. Тарасов А.И. Оптимизация системы охлаждения турбинной лопатки дефлекторного типа / А.И. Тарасов, И.А. Долгов // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». - Харків : НТУ «ХПІ». - 2008. - №.6. - С. 76-82.

Здобувачем визначене завдання дослідження і впроваджений модуль оптимізації в загальну програму розрахунку систем охолоджування, виконаний аналіз результатів.

23. Тарасов А.И. Определение граничных условий теплообмена на торцевых поверхностях межлопаточных каналов газовых турбин / А.И. Тарасов, В.Б. Титов, А.А. Гуринов // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». - Харків : НТУ «ХПІ». - 2008. - №.6. - С. 88-92.

Здобувачем визначена задача аналізу, виконаний аналіз результатів розрахунків коефіцієнтів тепловіддачі інтегральним методом.

24. Тарасов А.И. Анализ теплообмена при струйном охлаждении входной кромки лопатки газовой турбины / А.И. Тарасов, И.А. Долгов // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». - Харків : НТУ «ХПІ». - 2009. - №.3. -С. 122-127.

Здобувачем визначене завдання, виконаний аналіз критерійних рівнянь для розрахунку теплообміну в зоні вхідної кромки лопатки.

25. Тарасов А.И. Учет центробежного эффекта в расчетах систем охлаждения роторов газовых турбин / А.И. Тарасов, Чан Конг Шанг // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». - Харків : НТУ «ХПІ».- 2009. - №3. - C. 138-143.

Здобувачем проведений CFD-аналіз течії в зазорі між диском і статором газової турбіни, виконане обґрунтування використання імітаційної залежності для тиску.

26. Тарасов А.И. Охлаждаемая лопатка газовой турбины / А.И. Тарасов, В.Б. Титов // а. с. №1543910 CCCP Заявлено 15.10.1986.

Здобувачем обґрунтовано принцип охолодження лопатки турбіни.

27. Тарасов А.И. THA (Thermal & Hydraulic Analysis)/ А.И.Тарасов, А.И.Долгов // Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №2006613871.-Российская федерация, Заявка №2006613693, дата поступления 2.10.2006, зарегистрировано 10.10.2006.

Здобувачем розроблені основні модулі програми розрахунку гідравлічної схеми і температурного стану газових турбін.

28. Тарасов А.И. HTTC (Heat Transfer Coefficient Calculator) / А.И. Тарасов, А.И. Долгов // Свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ №2007610141.-Российская федерация, Заявка №2006613778, дата поступления 10.10.2006, зарегистрировано 9.01.2007.

Здобувачем сформульована задача, визначена система рівнянь для розрахунку теплообміну у проточній частині газових турбін, виконане програмування.

29. Тарасов А.И. Повышение экономичности высокотемпературной ГТУ на частичных нагрузках путем управления системой охлаждения / А.Ф. Слитенко, А.И. Тарасов, А.М. Темиров, В.Б. Титов, А.В. Зрелов, В.И. Челак // Состояние и перспективы газодинамических и тепловых исследований в обеспечении повышения температуры газа в стационарных газотурбинных установках: тезисы докладов XXXVI Всесоюзной научно-технической сессии, (Москва, 1989).- М. :-С. 52-53.

Здобувачем на основі проведених розрахунків систем охолодження високотемпературної ГТУ на часткових навантаженнях обґрунтований спосіб підвищення її економічності.

30. Тарасов А.И. Численное исследование системы охлаждения и температурного поля лопатки газовой турбины / А.Ф. Слитенко, А.И. Тарасов, В.И. Челак // Тепломассообмен ММФ-92: тезисы докладов Международного форума (Минск, 1992)/ Минск, НАН Белоруссии, том 10, С.152-155.

Здобувачем зроблений аналіз системи охолоджування лопатки і запропонований спосіб підвищення її ефективності.

31. Tarasov A. Usage of Porous Media for Damping the Temperature Irregularity of Gas Turbines Parts / A. Tarasov, O. Litvinenko // Inverse Problems: Identification, Design and Control : proceedings of the 4th international conference (Moscow, 2-6 July, 2003), 13-4.

Здобувачем зроблений аналіз можливості зменшення перепадів температури в лопатці турбіни за допомогою пористих елементів з рідиннометалевим теплоносієм.

32. Тарасов А.И. Моделирование локального теплообмена на торцевой поверхности межлопаточного канала / А.И. Тарасов, В.Б. Титов, А.А. Гуринов// Проблемы промышленной теплотехники: сб. тезисов докладов IV международной конференции (Киев, 26-30 сентября 2005 г.) / ИТТФ НАН Украины.-К. : ИТТФ, 2005.- С. 75.

Здобувачем розроблений метод розрахунку теплового пограничного шару на торцевій поверхні міжлопаткового каналу і проведені тестові розрахунки.

33. Tarasov A. Coupled CFD and thermal state analysis of steam turbine secondary flow path/ A. Tarasov, L. Moroz // International Joint Power Generation Conference (Atlanta, Georgia, USA, June 16-19, 2003), IJPGC2003-40058.

Здобувачем виконаний чисельний аналіз течії пари і теплового стану ротора турбіни. Запропонований спосіб, що дозволяє виконувати чисельне розв'язування зв'язаної задачі теплообміну для ротора в цілому.

34. Tarasov A. Flow Phenomenon in the Steam Turbine Disk-Stator Cavities Channeled by Balance Holes / A. Tarasov, L. Moroz // Proceedings of 2004 ASME Turbo Expo 2004 (Vienna, Austria, June 14 - 17, 2004), GT2004-54228.

Здобувачем виконано чисельне моделювання течії пари в порожнинах біля диска і в розвантажувальних отворах. Показаний складний характер течії і зроблена оцінка похибки розрахунку відцентрового тиску.

35. Тарасов А.И. Анализ функционирования существующей системы охлаждения газовой турбины при условии замены воздуха паром / А.И. Тарасов, Е.В. Рассохин // Газотурбинные и комбинированные установки и двигатели: сб. тезисов докладов XII Всероссийской Межвузовской научно-технической конференции (Москва, 24-36 октября 2004 г.) /МГТУ им. Н.Э.Баумана.-М. : 2004.- С. 111-112.

Здобувачем виконаний аналіз розгалуженої системи охолоджування корпусу і напрямної лопатки першого ступеня газової турбіни і обґрунтована ефективність застосування водяної пари як теплоносія.

36. Тарасов А.И. Оптимизация систем охлаждения лопаток газовой турбины методом ЛП -поиска / А.И. Тарасов, А.И. Долгов // Моделирование 2008: Сб. трудов конференции (Киев, 14-16 мая 2008) / Ин-т проблем моделирования в энергетике им. Г.Е.Пухова НАН Украины.-К., ИПМЭ, 2008.-С. 350-357.

Здобувачем обґрунтований вибір методу оптимізації систем охолоджування газових турбін. Виконана оптимізація системи охолоджування лопатки високотемпературної турбіни.

37. Тарасов А.И. Совершенствование методов расчета и оптимальное проектирование систем охлаждения газовых турбин / А.И. Тарасов, А.И. Долгов,Чан Конг Шанг// Газотурбинные и комбинированные установки и двигатели: сб. тезисов докладов XIII Всероссийской Межвузовской научно-технической конференции (Москва, 29-31 октября 2008 г.) /МГТУ им. Н.Э.Баумана.-М.: 2008.- С. 92-94.

Здобувачем виконано уточнення розрахункових залежностей для теплообміну в каналах систем охолоджування газових турбін, що дозволило підвищити точність розрахунку температур охолоджуваних деталей турбін. Виконана оптимізація системи охолоджування газової турбіни.

Размещено на Allbest.ru