Academic Journal
Devising a method for designing multicomponent diffusers of compressors in turbogenerators with hydrogen cooling
| Τίτλος: | Devising a method for designing multicomponent diffusers of compressors in turbogenerators with hydrogen cooling |
|---|---|
| Συγγραφείς: | Arefieva, Марія Олександрівна |
| Πηγή: | Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Vol. 4 No. 8 (136) (2025): Energy-saving technologies and equipment; 26-38 Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 4 № 8 (136) (2025): Енергозберігаючі технології та обладнання; 26-38 |
| Στοιχεία εκδότη: | TECHNOLOGY CENTER PC®, 2025. |
| Έτος έκδοσης: | 2025 |
| Θεματικοί όροι: | turbogenerator, circulating currents, турбогенератор, multilayer seal, compressor diffuser, багатошарове ущільнення, газодинамічні розрахунки, gas-dynamic calculations, дифузор компресора, циркулюючи струми |
| Περιγραφή: | This study's object is the aerodynamic characteristics of the compressor diffusers in hydrogen-cooled turbogenerators. This paper reports a solution to the task of improving the efficiency of a cooling system discharge unit. This issue relates to enabling the necessary gas consumption while reducing the number of diffuser blades. The problem was solved by introducing a seal with improved technological control capabilities and step-by-step optimization of the diffuser flow part. Another issue is the thermal loads on the power components of the diffuser unit due to the action of circulating currents and temperature gradients. The problem was solved by introducing dielectric and non-magnetic elements into the structure, by additional finning and multi-component design for the diffuser strength circuits. The main result is the designed multi-component diffuser structure with a number of blades of 20 while enabling a head of Hst = 978 mm H2O. The adopted duct opening angle was 20°. Other necessary geometric parameters were determined. The introduction of a multilayer seal made it possible to reduce the gap between the impeller and the diffuser to 0.9 mm. The proposed design was tested on the bench at a manufacturing enterprise. The results of the study are attributed to the use of non-magnetic and dielectric materials (AISI 321 steel and fiberglass), as well as the introduction of additional strength decoupling elements. A special feature of the proposed method is the application of mathematical models based on the basic equations of gas dynamics, taking into account the composition principles of engineering alloys and synthetic materials. This could be achieved via a step-by-step optimization of the design. The proposed structure could be implemented when designing and modernizing hydrogen-cooled turbogenerators Об’єктом дослідження є аеродинамічні характеристики дифузорів компресорів турбогенераторів з водневим охолодженням. В дослідженні вирішувалась проблема підвищення ефективності нагнітального вузла системи охолодження, пов’язана з забезпеченням необхідних витрат газу при зменшенні кількості лопаток дифузора. Проблема вирішувалась введенням ущільнення з покращеною можливістю технологічного регулювання та покроковою оптимізацією проточної частини дифузора. Іншою проблемою є теплові навантаження на силові компоненти вузла дифузора внаслідок дії циркулюючих струмів та через температурні градієнти. Проблема вирішувалась впровадженням діелектричних і немагнітних елементів в конструкцію, додаткового оребрення та багатокомпонентності для силових контурів дифузора. Основним результатом дослідження є створена конструкція багатокомпонентного дифузору з кількістю лопаток 20 при забезпеченні напору Hst=978ммв.ст. Прийнятий кут розкриття каналу становив 20º. Були визначені інші необхідні геометричні параметри. Впровадження багатошарового ущільнення дозволило зменшити проміжок між робочим колесом і дифузором до 0,9мм. Запропонована конструкція пройшла випробування на стенді підприємства-виробника. Результати пояснюються застосуванням немагнітних та діелектричних матеріалів (сталь AISI 321 та склотекстоліт), впровадженням додаткових елементів силової розв’язки, покроковою оптимізацією проточної частини. Особливістю запропонованого методу є використання математичних моделей, заснованих на основних рівняннях газодинаміки, з урахуванням принципів композиції інженерних сплавів і синтетичних матеріалів та з покроковою оптимізацією конструкції. Запропонована конструкція може бути впроваджена при проєктуванні та модернізації турбогенераторів з водневим охолодженням |
| Τύπος εγγράφου: | Article |
| Περιγραφή αρχείου: | application/pdf |
| Γλώσσα: | English |
| ISSN: | 1729-3774 1729-4061 |
| Σύνδεσμος πρόσβασης: | https://journals.uran.ua/eejet/article/view/337285 |
| Rights: | CC BY |
| Αριθμός Καταχώρησης: | edsair.scientific.p..217b8fc9b13e190a96b5ed2c6a12fa0c |
| Βάση Δεδομένων: | OpenAIRE |
καταχωρήστε σχόλιο πρώτοι!