Исследование адекватности моделирования теплового состояния укрытий газотурбинных установок на тестовой задаче о конвективном теплообмене поперечно обтекаемого цилиндра

Abstract

С помощью трехмерной математической модели, построенной на основе уравнений Навье – Стокса с учетом явлений излучения, гравитации и твердотельной теплопроводности, выполнен анализ структуры течения воздуха в укрытии промышленной газотурбинной установки. Установлено, что часть поверхности корпуса газотурбинной установки обтекается «импактно» и по характеру теплоотдачи эквивалентна поперечно обтекаемому цилиндру. Исследовано влияние моделей турбулентности и пристеночной густоты сетки на точность численного расчёта конвективного теплообмена поперечно обтекаемого изотермического цилиндра в условиях, характерных для укрытий газотурбинных установок. Обнаружено, что модель турбулентности SST k – ω наиболее адекватно описывает теплообмен.

За допомогою тривимірної математичної моделі, побудованої на основі рівнянь Нав’є – Стокса з урахуванням явищ випромінення, гравітації та твердотільної теплопровідності, виконано аналіз структури течії повітря в укритті промислової газотурбінної установки. Установлено, що частина поверхні корпуса газотурбінної установки обтікається «імпактно» і за характером тепловіддачі є еквівалентною до поперечно обтічного циліндра. Досліджено вплив моделей турбулентності і пристінкової густоти сітки на точність числового розрахунку конвективного теплообміну поперечно обтічного ізотермічного циліндра в умовах, характерних для укриттів газотурбінних установок. Виявлено, що модель турбулентності SST k – ω найбільш адекватно описує теплообмін.