Разработка методики оптимального проектирования пространственных лопаток, используемых в отсеках высокого давления мощных тепловых энергетических турбин

При выполнении контракта объектом исследования явилась методика оптимального проектирования пространственных лопаток, используемых в отсеках высокого давления мощ-ных тепловых энергетических турбин.
Основополагающая цель работы заключалась в получении новых научных результатов, актуальных для развития одного из приоритетных направлений - «Энергетика и энергосбере-жение», и в развитии ведущей научной школы РФ, существующей на базе Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.
В процессе работы получены данные об адекватности результатов численного модели-рования течений в решетках турбомашин, основанные на сравнении их с данными образцовых экспериментов. Выбрана модель турбулентности наилучшим образом, воспроизводящая круп-номасштабную вихревую структуру течения в ступени.
Получены результаты расчетов течения и потерь энергии в типичной ступени цилиндра высокого давления паровой турбины. Получены систематические данные о влиянии реальной геометрии ступени с пространственной формой лопаток, входных условий и протечек рабочей среды через уплотнения на потери энергии и кпд ступени. Установлено, что наилучшая эф-фективность ступени достигается путем применения лопаток пространственной формы.
Выполнено численное моделирование трансзвукового потока пара в специфической ступени одноступенчатой высокооборотной паровой турбины, отвечающей требованиям энер-госбережения. На основе подробного анализа структуры течения и причин повышенного уровня потерь в ступени выработаны рекомендации по мерам конструктивного характера, по-вышающим кпд турбины.
Полученные результаты отвечают современным требованиям, предъявляемым к мето-дикам оптимального проектирования лопаточных венцов тепловых энергетических турбин.
Выполнение работ по контракту осуществлялось силами 16-ти исследователей, входя-щих в состав указанной выше ведущей научной школы, включая 12 молодых ученых, специа-листов и аспирантов. Проведенные исследования в значительной мере способствовали разви-тию научной школы и широкому участию в ее составе молодежи. В порядке выполнения целе-вых индикаторов ФЦП по теме работы опубликованы три статьи и принята к защите одна кандидатская диссертация.