Перед началом работы настоятельно рекомендуем ознакомиться с правилами форума.

Верификация компрессорной ступени с экспериментом

Kominterno
Аватар пользователя Kominterno

Добрый день. Вопрос состоит в следующем. Имеются экспериментальные данные по продувке ступени центробежного компрессора. 

Проводиться расчет данной ступени в ансисе. Задается давление на входе и массовый расход на выходе.

При расчете данной ступени  наблюдается завышение КПД и давления (на 20-30%) на выходе по сравнению с экспериментом. 

Я понимаю, что это может быть связано с большим количеством неучтенных факторов, но подскажите пожалуйста, какими настройками в модели турбулентности можно "поиграться", чтобы "ухудшить" картину течения и снизить значения КПД и давления на выходе. 

Допустим можно задать на входе значение турбулентной вязкости и пульсаций больше, можно задать бОльшую шероховатость на стенках. Подскажите, может быть есть специальные коэффициенты в моделях турбулентности для этих целей? Интересуют k-e и SST модели. 

Заранее спасибо. 

 

metalist93
Аватар пользователя metalist93

Ой рано вам еще спец коеф. баловатся..... вы еще не перепробовали все нюансы:

  1. На входе измените turbulence intensity до значения 1-2%, а лучше изменить на задание eddy leght scale и задать  размер хорды профиля
  2. Попробуйте поменять местами граничные параметры: вход Gм а выход P st
  3. В solver control - turbulence numerics - High
  4. В настройках газового домена - подключите решение урв полной энергии - с учетом пережимаемости (поставить галку под выбором мод турб) 
  5. Дальше нужно пересмотреть модель флюида 
  6. Обратите внимание на настройки интерфеска между роторно статорныхми доменами (если такие есть) 
  7. Вкл альтернативную модель вращения в ротационнном домене

PS: Я надеюсь у вас расчетный режим, а не переходной. Так как это в корне меняет условие - нестационар. 

metalist93
Аватар пользователя metalist93

Распишите как вы считали КПД? как мониторили давление? и какое? 

Kominterno
Аватар пользователя Kominterno

Спасибо за развернутый ответ. 

1. А разве если поставить "turbulence intensity до значения 1-2%" то значения эффективности не вырастут? 

2. Граничные условия попробую поменять. 

3. Так и стояло

4. Уравнение полной энергии подключено. Перемежаемость не учитываеться, так как течение полностью развитое турбулентное.

5. Газ взят с базы данных Пенга-Робинсона, дополнительно ничего не трогал.

6. Интерфейс - stage. Настройки по умолчанию.

7. Альтернативная модель вращения включена.

 

КПД считал политропный. Ну меня больше пока интересует завышение напора, чем КПД.  Давление мониторил полное и статическое на выходе из обратного направляющего аппарата, осредененное по площади. Режим считаю расчетный.

Еще меня интересует вопрос, как можно искусственно ухудшить расчет на модели с малым количеством ячеек или с большим показателем у+ ( где эти интегральные параметры заведомо завышаются). 

Спасибо за помощь.

Kominterno
Аватар пользователя Kominterno

Неужели никаких мыслей у уважаемых людей? 

dvolkind
Аватар пользователя dvolkind

Здравствуйте! Не подумайте, что я себя к уважаемым людям причисляю, просто решил немного поотвечать вопросами на вопросы. Ступень не трансзвуковая часом? Какие y+? Учтён ли радиальный зазор? Можно ли увидеть сопоставление данных в виде графика?

PS По поводу нецелесообразности ковыряния коэффициентов модели турбулентности согласен с предыдущим оратором.

Kominterno
Аватар пользователя Kominterno

Дмитрий, вас точно можно отнести к уважаемым людям. Извините за оффтоп.

 

Ступень не трансзвуковая. Единственно, что условное число маха (U2/a) близко к единице. Параметр у+ меньше 1. Радиальный зазор не учтен. Сопоставления данных как таковых нет, так как я посчитал только рабочую точку и пытаюсь проанализировать полученные результаты. Считаю секцию компрессора, состоящую из 4-х ступеней. Из условий эксплуатации известно, что в секции газ сжимается с 21 бар до 85.  Когда я задавал 21 бар на входе и массовый расход на выходе, то получалось давление на выходе равное 92 бара. Если же я задавал массовый расход на входе и давление на выходе (85 бар), то на входе получается давление 15 бар, вместо 21 бара. Т.е. видно, что эффективность секции завышена. Вы думаете, что это связано в первую очередь с неучетом перетечек на основном и покрывном дисках?

dvolkind
Аватар пользователя dvolkind

Не уверен, что на четырёх ступенях может накопиться такая ошибка, но не исключаю этот вариант. Если есть данные, то имеет смысл проверить отдельные ступени. Ещё, если не сложно, скиньте картинку распределения Second Blending Function for SST model (sstbf2) и Eddy Viscosity на половине высоте лопатки по всей проточной части в одном цветовом масштабе (Local Range, но по всем ступеням). Хотелось бы проверить одну догадку.

Я сам многоступенчатые компрессора не считал с нуля, в основном искал/исправлял проблемы в уже построенных моделях. Поэтому могу ошибаться. Но во всяком случае я знаю, что для точного попадания в эксперимент учитывают зазоры, отборы и лабиринтные уплотнения. Думаю, что в отсутствие отборов зазоры будут иметь наибольшее влияние. Возможно, Михаил Щербаков прочитает пост и авторитетно прокомментирует.

Kominterno
Аватар пользователя Kominterno

К сожалению данных по ступеням нет. Есть только по секции. Вот прикладываю картину распределения параметров, которые вы попросили. Для простоты восприятия сделал развертку проточной части.

Интересно, можно ли как-то упростить задачу и учесть влияние перетечек по основному и покрывному дисках? К Примеру на границе интерфейса ротор/статор добавлять массовый расход. Имеет право на существование такой подход? Заранее благодарю за помощь.  

dvolkind
Аватар пользователя dvolkind

Цитата:
Интересно, можно ли как-то упростить задачу и учесть влияние перетечек по основному и покрывному дисках? К Примеру на границе интерфейса ротор/статор добавлять массовый расход. Имеет право на существование такой подход?

Не слышал, чтобы так кто-то делал.

Первое, что бросается в глаза - это гигантские расстояния между венцами и очень маленькие между лопатками. Вы со входными и выходными участками отдельных лопаток не переборщили?

Во-вторых, у вас крайне неудачно расположены интерфейсы:

Я бы сдвинул.

Предлагаю начать с проверки расстояний и изменения положения интерфейсов. Следующим этапом есть смысл попробовать разные модели напряжений Рейнольдса. Ещё есть один лайфхак по корректировке осреднения омеги на интерфейсах, но в этом случае давление на выходе, скорее всего, дополнительно вырастет. Припасём этот вариант на будущее.

Kominterno
Аватар пользователя Kominterno

Ниже представлена расчетная область в пространстве. Интерфейс между ротором и статором находиться на расстоянии 4мм от выходных кромок лопаток. Вы всё-таки рекомендуете сдвинуть интерфейс дальше? Но тогда как быть с вращающимися стенками за рабочим колесом которые будут принадлежать ротору, а не статору? 

 

Добавить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Приложить файл

Максимальный размер файла: 200 МБ.
Допустимые типы файлов: txt doc docx xls xlsx pdf rar zip 7zip tar.