Transcript Milcakprezentace_PTSE - Progresivní technologie a systémy pro

Katedra energetických
strojů a zařízení
Západočeská univerzita v Plzni
1M06059 - Progresivní technologie a systémy pro energetiku (PTSE)
V002 - Optimalizace zařízení strojovny
energetického bloku
ETAPA 1 – Aerodynamika průtočných částí

Vstupní a výstupní části turbiny
- experimentální a souběžně numerický výzkum vstupních a výstupních částí
turbiny, tj. stanovení podmínek pro maximální rozevření difuzoru bez odtržení
proudění od stěny při uvažování umělé drsnosti stěn, vefukování do mezní vrstvy,
syntetického paprsku apod. a aplikace na výstupní hrdla turbostrojů

Průtočná část turbiny
- numerické a experimentální simulace proudění v průtočné části turbíny se
zaměřením na stupně, regulační ventily, výstupní skříně, ucpávky
Experimentální zařízení
- Aerodynamický difuzorový tunel
- Jednostupňová vzduchová turbina
- Aerodynamický kalibrační tunel
Pracovníci
Ing. Jiří Polanský, PhD.
Ing. Richard Matas, PhD.
Ing. Petr Milčák
Ing. Pavel Žitek
V201 - Výzkum prouděním vybuzených vibrací
elementů energetických zařízení
 matematické modely pro simulace proudem vybuzených vibrací těles tekutinově
zavazbené soustavy s aplikacemi na trubkové svazky, kaskády lopatek turbostrojů,
ventily
 zprovoznění bezdotykového vibrometru.
 porovnávací experimenty proudem vybuzených vibrací těles tekutinově zavazbené
soustavy.
 porovnání výsledků experimentů a simulací, návrh opatření.
 analýza a numerické simulace vibrací dalších částí strojů.
Experimentální zařízení
- Aerodynamický tunel pro výzkum vibrací trubkových svazků
- Aerodynamický tunel pro výzkum vibrací lopatkových mříží
Pracovníci
Prof. Ing. Jiří Linhart, CSc.
Doc. Ing. Hynek Klášterka, CSc.
Ing. David Krivánka
Ing. Aleš Pacák
V202 - Analýza systémů ventilace a odvodu
spalin
 Návrhy průtočných částí nových ventilátorů pro provoz v energetice s ohledem na
zvyšování účinnosti tlakového součinitele.
 Experimentální i numerické ověřování.
 Výzkum a optimalizace procesu čistění spalin, tj. média s částicemi, s cílem nalézt
optimální způsob zachycení částic. Ekologické aspekty provozu elektrárny, dopady
na okolní prostředí. Teoretické modelování procesů čištění.
Vzduchová turbina VT400
Vzduchová turbina VT400
Výzkum vlivu tvaru lopatek na proudění ve stupni
- snížení ztrát sekundárním prouděním
- 4 základní typy lopatkování
- proměření proudového pole za rozváděcími lopatkami
- proměření proudového pole za oběžnými lopatkami
- probíhají numerické simulace
- návrh nového lopatkování
Prismatic
Lean
Compound lean Compound twist
Vzduchová turbina VT400
- ztráty v rozváděcích lopatkách
průměrná ztráta v RL
porovnání s přímými lopatkami
Prismatic
0,0772
100
Lean
0,0785
101,7
Compound lean
0,0643
83,3
Compound twist
0,0744
96,4
Typ lopatkování
Aerodynamický kalibrační tunel
- kalibrační rychlost 20 – 120 m/s
Aerodynamický difuzorový tunel
Měření a vizualizace proudění v difuzoru pomocí PIV – ve spolupráci s TU Liberec
Proudění ve výstupním hrdle parní turbiny
Vefukování do modelu výstupního hrdla
- proudění vzduchu modelem jednoproudého výstupního hrdla ve 2D a 3D.
g = 2%
g = 4%
Aerodynamický tunel pro výzkum vibrací
trubkových svazků
Výzkum vibrací tekutinově
vázaných soustav trubkových
svazků
Aerodynamický tunel pro výzkum vibrací
lopatkových mříží
Laserový vibrometr PDV-100
Polytec PDV-100
- bezkontaktní měření vibrací
lopatek/trubek a analýzu tunelu
- široký rozsah frekvencí a rychlostí
- digitální výstup
- vysoká mobilita
Aerodynamické síly na lopatky od úplavů
- porovnání přetlakového a rovnotlakého stupně
40400
40200
40000
Síla [N]
39800
39600
39400
39200
39000
38800
0,001
0,003
0,005
0,007
0,009
0,011
Flow time [s]
9706
9705,5
9705
Síla [N]
9704,5
9704
9703,5
9703
9702,5
9702
0,01
0,0105
0,011
0,0115
0,012
Flow time [s]
0,0125
0,013
0,0135
Proudění regulační mezistěnou
- proudění regulační mezistěnou nízkotlakého dílu parní turbíny
Simulace proudění v regulačních ventilech
parních turbín
Ukázka výpočetní sítě ideového návrhu ventilu a prvních výsledků (s modelem
ideálního plynu) - řešen periodický segment při různých provozních režimech
Ukázka výpočetní sítě
Proudnice obarvené dle Machova čísla
- ilustrační obrázek složitého proudového
pole s transsonickými rychlostmi
Publikace dosažených výsledků
Výsledky byly publikovány na konferencích:
• Fluent 2006, Praha
• Aplikácia experimentálnych a numerických metód v mechanike tekutín, Žilina
• Energetické stroje - termomechanika - mechanika tekutin – 2006, Plzeň
• Modelování a měření nelineárních jevů v mechanice, Nečtiny
• Parní a spalovací turbíny 2006, Plzeň
Vznikla diplomová práce:
DVOŘÁK, D. Porovnání účinnosti turbinových stupňů o relativně malé štíhlosti s
různým provedením omezujících stěn.
Úlohy byly řešeny v úzké spolupráci se ŠKODA POWER a. s.
Děkuji za pozornost