CFD-оптимизация вентиляции и охлаждения кожуха газовой турбины

Задача: Обеспечение теплового режима внутри кожуха морской газовой турбины. Необходимо предотвратить перегрев электроники и обеспечить удаление возможных утечек топлива без механической перестройки конструкции.

Софт:

• Метод: CFD (Computational Fluid Dynamics), RANS k-ε модель турбулентности.

Методология:

1. Геометрия: Моделирование объема внутри кожуха с учетом сложной геометрии турбины и вспомогательного оборудования.
2. Граничные условия: Варьировались давление на входе охлаждающего воздуха (Pin), диаметр впускного отверстия и позиционирование сопел.
3. Критерии: Коэффициент эжекции (entrainment ratio) и коэффициент потерь давления (PLC).

Результат:

• Увеличение давления на входе до 300 Па улучшило эжекцию на 9.55%.
• Оптимальная конфигурация (диаметр входа 800 мм, смещение L=1.6 м от выхлопа) снизила среднюю температуру в критических точках на 14 К.
• Важный урок: Расположение воздухозаборника максимально далеко от выхлопной части турбины критически важно для предотвращения "теплового замыкания" (thermal short-circuiting).