Details

Цель работы: расчет и конструкторская проработка центробежного компрессора. Объект исследования – турбодетандер для низкотемпературной сепарации газа. Предмет исследования – центробежный компрессор в составе турбодетандера. В данной работе были рассмотрены области применения турбодетандерных агрегатов (ТДА), основные производители ТДА. В работе были рассмотрены задачи газодинамики, проблемы прочности и проведена конструкторская проработка. Был выполнен термодинамический расчет, предварительное профилирование лопаток рабочего колеса компрессора. Разработаны чертежи продольного разреза центробежного компрессора ТДА и рабочего колеса ЦК. Газодинамический расчет ступени, расчет на статическую прочность и колебания проводились в программе Ansys. Моделирование течения газа применялось ко всей проточной части компрессора, включая лабиринтные уплотнения. Прочностной расчет рабочего колеса компрессора осуществлялся методом конечных элементов. Расчет на прочность и собственные колебания РК проводился в двух постановках: расчет полной геометрии и расчет одного лопаточного сектора РК. Результаты работы могут быть использованы при проектировании одноступенчатых центробежных компрессоров ТДА.

Object of the work: calculation and design development of a centrifugal compressor. Object of the study - turbo expander for low-temperature gas separation. Subject of the study - centrifugal compressor as part of a turbo expander. This work considered the areas of application of turbo expander units (TDU), schemes for including them in the technological cycle, and the main TDU manufacturers. The work considered gas dynamics problems, strength issues, and carried out design development. Thermodynamic calculation and preliminary profiling of the compressor impeller blades were performed. Development of design documentation. Gas-dynamic calculation of the stage, calculation of static strength and vibrations were carried out in the Ansys program. Gas flow modeling was applied to the entire flow path of the compressor, including labyrinth seals. Strength calculation of the compressor impeller was carried out using the finite element method. Calculation of the strength and natural vibrations of the RK was carried out in two settings: calculation of the full geometry and calculation of one blade sector of the RK. The results of the work can be used in the design of single-stage centrifugal compressors TDA.