Abstrakt

Niniejsza rozprawa doktorska została poświęcona opracowaniu metody neuronowego wyznaczania przestrzennych pól przepływów w okołodźwiękowych kanałach łopatkowych turbin parowych. Obiektem badań naukowych przedstawionych w kolejnych rozdziałach są dwa ostatnie stopnie części niskoprężnej turbozespołu 18K370 z wylotem ND-37. Pierwszym etapem badań była budowa numerycznego modelu przepływu pary mokrej przez analizowany układ łopatkowy. Warunki brzegowe zadano na podstawie wyników specjalistycznych pomiarów wewnątrz kadłuba turbiny przeprowadzonych przez Diagnostyka Maszyn Sp. z o.o. w jednej z polskich elektrowni, dzięki czemu wyniki obliczeń numerycznych można było potraktować jako specyficzne dane eksperymentalne do dalszych badań. Kolejnym krokiem było stworzenie bazy danych referencyjnych. W tym celu wykorzystano numeryczny model obliczeniowy bloku parowego o mocy 370 MW, utworzony w programie DIAGAR. Model został dostrojony do wyników pomiarów bloku energetycznego, dla pełnego pola pracy turbiny. Dalsze badania przeprowadzono przy użyciu języka programowania Python 3.7. Zbudowano szereg symulatorów przepływu pary na średnicy podziałowej analizowanego układu łopatkowego, bazując na powszechnie stosowanych modelach uczenia maszynowego. Kolejnym etapem była budowa neuronowego modelu przepływu dwuwymiarowego. Przyjęto strukturę sieci neuronowej w postaci perceptronu wielowarstwowego i przeanalizowano ją pod kątem liczby warstw ukrytych, liczby neuronów w poszczególnych warstwach, wielkości podzbioru danych treningowych wykorzystywanego do uczenia modelu neuronowego w pojedynczym kroku (ang. batch size) oraz liczby epok. Na bazie wybranej struktury neuronowego modelu przepływu na średnicy podziałowej stworzono symulator przestrzennego przepływu pary mokrej przez analizowany układ łopatkowy. Użyteczność zbudowanego symulatora neuronowego zobrazowano na przykładzie wybranego rzeczywistego kanału przepływowego turbiny parowej dużej mocy, przy uwzględnieniu dostępnych pomiarów obiegu oraz specjalistycznych pomiarów wewnętrznych turbiny.

Autor (1)