Analiza porównawcza metod obliczeniowych stopnia turbinowego

Bożena Sobczak; Tomasz Groth

Analiza porównawcza metod obliczeniowych stopnia turbinowego

Abstrakt

Rozwój technologii komputerowych i ciągły wzrost dostępności do odpowiednich zasobów mocy obliczeniowej spowodował popularyzację obliczeń numerycznych. Aktualnie korzysta się na szeroką skalę z numerycznej mechaniki płynów, czyli tak zwanych obliczeń CFD. Właściwie przygotowane modele obliczeniowe pozwalają uzyskać bardzo dokładne wyniki na podstawie przeprowadzonych symulacji trójwymiarowych. Odpowiednio skorelowana symulacja może umożliwić przeprowadzenie analizy i znalezienie zależności w przepływie dla różnych geometrii obiektu. Ponadto wykorzystując różne algorytmy, można przeprowadzić optymalizację kształtu bez prowadzenia kosztownych badań na rzeczywistym przedmiocie. W ubiegłym stuleciu podczas procesu projektowania jakiegokolwiek obiektu technicznego posługiwano się głównie tzw. wzorami empirycznymi czyli takimi, które zostały opracowane na podstawie badań. Zawierały one jednak pewne uproszczenia mające na celu skrócenie i uproszczenie wykonywanych obliczeń. Do dzisiaj z powodzeniem można stosować te wzory, szczególnie dla uproszczonych przypadków, uzyskując przy tym bardzo dobre wyniki. Takim przypadkiem może być np. przepływ czynnika roboczego w pracującej turbinie.Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie wyników przeprowadzonej analizy. Porównano efekty obliczeń parametrów termodynamicznych czynnika pracującego w turbinie nadkrytycznej, przeprowadzonych w arkuszu kalkulacyjnym, jak również symulacji trójwymiarowych w programie Ansys CFX. Sama zasada działania tego programu nie została opisana, natomiast skupiono się przede wszystkim na opracowaniu otrzymanych wyników i wyciągnięciu