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蒸気タービンの性能予測のための新しいエンジニアリング手法および相関式の開発ツールとして FLOWNEX を使用する
2021年4月
新しい相関式の開発では、相関式のテスト用ツールを見つけることが課題になります。多くの場合、相関式を完全にテストするために、追加のコード(保存式用のソルバーや流体特性データベースなど)を開発するという面倒な作業に悩まされることになります。さらに、相関式開発には複数のテストやパラメータ調査が伴いますが、これには非常に時間がかかる場合があります。Flownexには、基本的な支配方程式、各種材料および流体特性のデータベース、 多数のエンジニアリングアプリケーションの最新の相関式およびサードパーティ ツールアドイン(例 : Excel、スクリプト、エンジニアリング方程式ソルバー)が含まれ、新しく開発した相関式のテストおよび分析を実行するための完全なツールとして使用できます。
目次
- 課題
- メリット
- ソリューション
- はじめに
- 手法
- 結論
蒸気タービンの性能予測
蒸気タービンはジオメトリが複雑であるため、性能の高精度予測に非常に時間がかかることがあります。また、複雑なCFDソフトウェアでは蒸気タービンの 3 次元ジオメトリモデルが必要になりますが、製造元企業から提供することはほとんどありません。多くの場合、入手できるのはタービンの2次元断面図のみです。ケープタウン大学准教授兼 ATProM Research Unitの副部局長のWim Fuls氏は、Flownexを利用することで、ごくわずかなジオメトリ入力で蒸気タービン性能を高精度で予測できました。
Flownexによる新しい相関式および手法の開発
最初の手法は、単純なノズルモデルを使用して開発しました。 2番目の手法では、従来の楕円法則を拡張することで蒸気タービンの挙動の予測精度を向上しました。Flownexはノズルコンポーネントを内蔵しているため、ノズルモデルに最適であることが実証されています。ステーターとローターにそれぞれノズルを適用し、流入口の条件および損失係数を適切に設定することで、特に異常条件での単段蒸気タービンをモデル化できます。 2番目の手法は従来の楕円法則を拡張したもので、チョーク挙動および臨界圧力比の計算方法を決定することで開発しました。Flownexを慎重に利用することで、最小限の設計入力で蒸気タービンの性能を予測する相関式および手法を開発できました。新しく開発した手法は、非設計点においてもStodolaの楕円法則などの従来の手法に比べて優れているという結果が示されました。
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