Экспериментальное исследование возможности снижения сопротивления и неравномерности выходного поля скоростей в плоских диффузорных каналах с большими углами раскрытия
В современных парогазовых установках при проектировании переходных патрубков от выходного диффузора газовой турбины к котлу-утилизатору применяются широкоугольные диффузоры, в которых практически от входа возникает отрыв потока и переход к струйному режиму течения. В таких каналах резко возрастают потери энергии, а поле скоростей на выходе из них характеризуется существенной неравномерностью, что ухудшает процесс теплообмена в первых по ходу трубных пучках котла-утилизатора. В настоящей работе изложены результаты экспериментального исследования способа снижения потерь энергии и выравнивания поля скоростей на выходе из плоского несимметричного диффузорного канала с одной отклоняющейся стенкой и углом раскрытия 40○ с помощью установки внутри канала плоской пластины параллельно отклоняющейся стенке. Показано, что при такой установке пластины в канале возможны снижение потерь энергии на 20%, существенное выравнивание выходного поля скоростей и уменьшение динамических нагрузок на стенки в выходном сечении. Исследованный способ снижения сопротивления и выравнивания полей скоростей в плоских диффузорных каналах был применен для оптимизации переходного патрубка от выходного диффузора газовой турбины к котлу-утилизатору ПГУ-450Т Калининградской ТЭЦ-2. Полученные результаты свидетельствуют о том, что конфигурация переходного патрубка, установленного на ПГУ-450Т Калининградской ТЭЦ-2, не является оптимальной. Из полученных данных следует также, что отработка переходного патрубка должна в обязательном порядке проводиться по результатам испытаний канала, состоящего из модели переходного патрубка с установленной за ней моделью котла-утилизатора. Применение исследованного в работе способа выравнивания выходного поля скоростей и снижения сопротивления в широкоугольных диффузорах позволило при использовании заведомо плохой с позиций аэродинамики модели диффузорного переходного патрубка для ПГУ-450Т почти на 20% уменьшить значение коэффициента полных потерь по сравнению с моделью реального переходного патрубка ПГУ-450Т.