Конечно-объемное моделирование и расчет лабиринтного уплотнения центробежного компрессора; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 336, № 6 - Никульчиков А. В. Андрей Викторович; Никульчиков В. К. Виктор Кенсоринович; Солоненко В. А. Виктор Александрович; Зиякаев Г. Р. Григорий Ракитович; Пашков Е. Н. Евгений Николаевич (2025, 2025)
Актуальность. В последнее время все большее распространение получают конструкции бесконтактных уплотнений (например, сухие газодинамические уплотнения), которые используются в основном как концевые уплотнения валов машин, в которых применяются опасные газы в качестве рабочих тел. Несмотря на увеличившуюся сложность в изготовлении, в сравнении с уплотнениями, использовавшимися ранее, такие уплотнения обладают большей герметичностью. При модернизации центробежного турбокомпрессора на производстве возникла необходимость увеличения эффективности работы концевых уплотнений с целью повышения надежности их работы и увеличения межремонтного периода компрессорной установки. Для этого был разработан проект улучшенных концевых уплотнений с использованием барьерных и буферных газов, позволяющих минимизировать загрязнение концевых уплотнений. Весьма важным вопросом стала проверка предложенных вариантов конструктивных решений с точки зрения надежности запирания пирогаза в лабиринтном уплотнении и возможных протечек в машинный зал используемых в предлагаемой конструкции взрывоопасных и вредных газов. Для этого было решено воспользоваться методом конечных объемов, который позволяет рассчитать параметры лабиринтного уплотнения любой сколько угодно сложной формы, а также обладает хорошей наглядностью в представлении результатов. В применении к поставленной задаче метод конечных объемов позволяет получить необходимые численные параметры процесса течения смеси газов в лабиринтном уплотнении, такие как массовый расход газов на входе и выходе из лабиринтного уплотнения, детальную картину объемного распределения газов, поступающих и истекающих из лабиринтного уплотнения; а также картину распределение давления и температуры в предложенном конструктивном исполнении лабиринтного уплотнения. Цель: проверка предложенных конструктивных решений и расчет массового расхода газов, поступающих и истекающих из системы уплотнений ступени среднего давления центробежного турбокомпрессора при величине зазора 0,5 и 0,35 мм. Объекты: ступень среднего давления компрессора, моделирование процесса течения смеси газов через лабиринтные уплотнения ступени компрессора. Методы: метод конечных объемов с использованием ANSYS CFX. Результаты. Рассчитаны величины объемов поступающих и истекающих газов при величине зазора в лабиринтном уплотнении 0,5 и 0,35 мм.