Details

Title: Разработка программы проектирования бетонной спиральной камеры гидротурбины: выпускная квалификационная работа бакалавра: направление 13.03.03 «Энергетическое машиностроение» ; образовательная программа 13.03.03_05 «Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика»
Creators: Малеев Артем Сергеевич
Scientific adviser: Жарковский Александр Аркадьевич
Other creators: Свобода Дмитрий Геннадьевич
Organization: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт энергетики
Imprint: Санкт-Петербург, 2020
Collection: Выпускные квалификационные работы; Общая коллекция
Subjects: гидротурбина; спиральная камера; статорная колонна; проектирование; моделирование течения; ANSYS CFX; hydroturbine; spiral case; stay vane; engineering design; flow simulation
Document type: Bachelor graduation qualification work
File type: PDF
Language: Russian
Speciality code (FGOS): 13.03.03
Speciality group (FGOS): 130000 - Электро- и теплоэнергетика
Links: Отзыв руководителя; Отчет о проверке на объем и корректность внешних заимствований
DOI: 10.18720/SPBPU/3/2020/vr/vr20-3968
Rights: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать, копирование)

Allowed Actions:

Action 'Read' will be available if you login or access site from another network Action 'Download' will be available if you login or access site from another network

Group: Anonymous

Network: Internet

Annotation

В данной работе создана программа проектирования бетонных спиральных камер гидротурбин различных геометрических конфигураций. Теоретической базой служила методика гидравлического расчёта спиральных камер. Использовался высокоуровневый язык программирования Python. При разработке программы реализованы два способа проектирования спирального канала: Проектирование сечений исходя из условия δ_сп=const, вычисленного для входного сечения; Проектирование по заданным пользователем коэффициентам скорости для каждого из сечений. Для анализа существующих спиральных камер в программе предусмотрена возможность гидродинамического расчёта спирального канала по заданным размерам. В работе отмечены трудности, возникающие при проектировании колонн в открытой части бетонной спиральной камеры и рассмотрена возможность их «подкрутки» по результатам CFD-анализа. Исходя из результатов моделирования потока были скорректированы профили трёх статорных колонн в исходной спиральной камере, что позволило уменьшить значение гидравлических потерь. В процессе работы при помощи созданной программы была спроектирована новая спиральная камера. Использован способ проектирования по заданным пользователем коэффициентам скорости для каждого из сечений, что позволило выполнить условие для коэффициента скорости n<1,4÷1,5 в области зуба спиральной камеры. CFD-анализ спроектированной спиральной камеры с оптимизированными профилями колонн статора показал повышение её гидравлических качеств по сравнению с исходной. Разработанная программа автоматизирует процесс проектирования бетонных спиральных камер, что обуславливает её практическую применимость как в учебных, так и в производственных целях.

In this work, a program for the design of semi-spiral case of hydraulic turbines of various geometric configurations is created. The theoretical basis was the method of hydraulic calculation of spiral cases. The high-level programming language Python was used. When developing the program, two methods of designing a spiral channel are implemented: Design of sections based on the condition δ_sp=const calculated for the input section; Designing according to user-defined speed factors for each of the sections. For the analysis of existing spiral cases, the program provides for the possibility of hydrodynamic calculation of the spiral channel of given proportions. The work notes the difficulties encountered in designing the stay vanes in the open part of the semi-spiral case and considers the possibility of their “tightening up according to the results of CFD-analysis. Based on the results of the flow simulation, the profiles of three stay vanes in the initial spiral case were adjusted, what made it possible to reduce the value of hydraulic losses. In the process, using the created program, a new spiral case was designed. A design method based on user-specified speed coefficients for each of the sections was used, what made it possible to fulfill the condition for the speed coefficient n<1,4÷1,5 in the nose vane of the spiral case. CFD-analysis of the designed spiral case with optimized stay vanes profiles showed an increase in its hydraulic qualities compared to the initial one. The created program automates the design process of concrete spiral cases, what determines its practical applicability both for educational and production purposes.

Document access rights

Network User group Action
ILC SPbPU Local Network All Read Print Download
Internet Authorized users Read Print Download
-> Internet Anonymous

Usage statistics

stat Access count: 3
Last 30 days: 0
Detailed usage statistics