Методы моделирования рабочего процесса водородных шнекоцентробежных насосов с использованием ANSYS CFD

А. В. Сулинов, Л. С. Шаблий, В. М. Зубанов

Аннотация


Описаны основные методы моделирования гидродинамических процессов водородных шнекоцентробежных насосов в программном комплексе ANSYS CFD, в том числе с учётом переменной плотности жидкой среды. Сжимаемость жидкого водорода при изменении температуры и давления, несмотря на принимаемые в расчётах допущения о средней плотности, требует учёта переменной плотности для повышения точности моделирования рабочего процесса водородных насосов. Приведена методика проведения CFD-моделирования водородных насосов с применением специальных программных инструментов для построения геометрии и сеточных моделей межлопаточных каналов. Предложены три метода моделирования потоков жидкости с переменной плотностью в ANSYS CFD. Для реализации метода задания переменной плотности жидкого водорода в виде функциональной зависимости  получены регрессионные модели второго и четвёртого порядков в диапазоне давления от 0,09 до 30 МПа и температуры от 18 до 34K.


Ключ. слова


Турбонасосный агрегат; шнекоцентробежный насос; жидкий водород; рабочий процесс; методы моделирования; жидкость с переменной плотностью; регрессионные модели

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Водород. Свойства, получение, хранение, транспортирование, применение / под ред. Д.Ю. Гамбурга, Н.Ф. Дубовкина. М.: Химия, 1989. 672 с.

2. Липлявый И.В., Мартыненко Ю.А., Романов В.Н., Титков Н.Е. Двигатели РД0146 и РД0148 // Научно-технический юбилейный сборник «Труды КБХА». Воронеж: КБ химавтоматики, 2001. С. 18–22.

3. Гусев В.Н., Семенов В.И., Стороженко И.Г. Трёхкомпонентный двухрежимный маршевый двигатель для аэрокосмических систем и ракет-носителей нового поколения // Альтернативная энергетика и экология. 2008. № 3 (59). С. 36-41.

4. Иванов В.К., Кашкаров A.M., Ромасенко Е.Н., Толстиков Л.А. Турбонасосные агрегаты ЖРД конструкции НПО Энергомаш // Конверсия в машиностроении. 2006. № 1. С. 15-21.

5. Дмитренко А.И., Иванов А.В., Рачук В.С. Развитие конструкции турбонасосных агрегатов для водородных ЖРД безгенераторной схемы, разработанных в КБХА // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2010. № 4 (24). С. 38-48.

6. Сулинов А.В., Шаблий Л.С. CFD-моделирование автономных осевых турбин турбонасосных агрегатов ЖРД в ANSYSCFX: метод. указания. Самара: Самарский государственный аэрокосмический университет, 2012. 47 с.

7. Сулинов А.В., Шаблий Л.С. CFD-моделирование шнекоцентробежных насосов турбонасосных агрегатов ЖРД в ANSYSCFX: метод. указания. Самара: Самарский государственный аэрокосмический университет, 2013. 57 с.

8. Матвеев В.Н., Мусаткин Н.Ф., Радько В.М. Проектный расчёт шнекоцентробежного насоса: уч. пособие. Самара: Самарский государственный аэрокосмический университет, 2006. 64 с.

9. Овсянников Б.В., Селифонов В.С., Черваков В.В. Расчёт и проектирование шнекоцентробежного насоса: учебное пособие. М.: МАИ, 1996. 72 с.

10. Иванов А.В. Расчёт и профилирование шнекоцентробежного насоса турбонасосного агрегата ЖРД: учебное пособие. Воронеж: Воронежский гос. технический ун-т, 2010. 120 с.

11. Equation of state. http://en.wikipedia. org/wiki/Equation_of_state


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/2412-7329-2015-14-3-305-315

Ссылки

  • Ссылки не определены.


© Вестник СГАУ, 2015

 

Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN: 2541-7533