Turbinářství
Současné trendy v energetice směřující k obnovitelným zdrojům energie a dalším alternativním zdrojům a nastavená cenová politika energií nepřeje investicím do velkých energetických celků. Stále více se uplatňují lokální zdroje energie s rekuperací tepla nebo kogenerací případně i tri kogenerací pro výrobu chladu využívající v oběhu páru nebo organické látky. V těchto zařízeních se uplatňuje řada točivých strojů od kompresorů, mikro turbin, jedno stupňových expandérů až po klasické vícestupňové turbiny.
Společnost TechSim Engineering zajišťuje kompletní inženýrskou činnost od návrhu a optimalizace cyklu až po design proudových částí – oběžných kol, dýz, difuzorů a výstupních skříní se zajištěním jejich pevnostní a dynamické kontroly:
Nabízená řešení | Typ analýz | Použitý SW / HW |
---|---|---|
Analýza a optimalizace pracovních cyklů pro kogeneraci energie | 1D 3D CFD |
Simcenter Amesim Simcenter STAR-CCM+ |
Redukce emisí COx a NOx | 3D CFD | Simcenter STAR-CCM+ |
Optimalizace stacionárních a oběžných částí turbin a kompresorů pro zvýšení účinnosti | 3D CFD | Simcenter STAR-CCM+ HEEDS |
Výpočet rozváděcích lopatek spalovací turbiny Návrh uspořádání jednostupňové spalovací turbiny
Teplotní úlohy
Při návrhu turbín větších výkonů jsou v současnosti při jejich konstrukci kladeny požadavky na zvyšující se
teplotní parametry pracovního media a dále na rychlé náběhy a odstávky a to zejména při využití jako průmyslové
zdroje energie nebo v solárních elektrárnách. Vyhovět těmto požadavkům vyžaduje přesnou predikci teplotních polí
a zvýšené požadavky na těsnost těles, vzhledem k možným velkým gradientům teplot. TechSim Engineering nabízí v této
oblasti následující typy výpočtů:
Nabízená řešení | Typ analýz | Použitý SW / HW |
---|---|---|
Sdružená úloha CFD/FEA vedení tepla na reálné geometrii, včetně vícevrstvých materiálů se zahrnutím teplotně závislých vlastností materiálů | 3D CFD 3D FEA |
Simcenter STAR-CCM+ Simcenter 3D |
Stanovení součinitelů přestupů tepla pro značně teplotně namáhané průtočné části | 3D CFD | Simcenter STAR-CCM+ |
Proudění v labyrintových ucpávkách a v mezitělesových prostorech | 3D CFD | Simcenter STAR-CCM+ |
Deformace a odlehnutí turbinových těles za uvažování kontaktu těles, předepjatých šroubů, plasticity a creepu | 3D FEA | Simcenter 3D |
Simulace vynuceného kmitání lopatek – flutter | 3D CFD, 3D FEA | Simcenter STAR-CCM+ |
Kondenzátory a výměníky
U kogeneračních a trikogenerčních jednotek se kromě páry pracuje i s CO2 a různými typy chladiv. Výpočetní simulace
umožňují predikce chování těchto látek i při změně fáze – odpařování nebo kondenzace.
Nabízená řešení | Typ analýz | Použitý SW / HW |
---|---|---|
Návrh a optimalizace průtočných částí kondenzátorů a výparníků se zahrnutím vícefázového proudění | 1D | Simcenter Amesim |
Sdružená úloha přenosu tepla (CHT) se zahrnutím vzniku a stékání kondenzátu | 1D | Simcenter Amesim |
Pevnostní výpočty konstrukcí výměníků a kondenzátorů podle příslušných kódů | 3D FEA | Simcenter 3D |
Kondenzátor parní turbiny
Pevnostní úlohy
Vzhledem k vysokým otáčkám a rozměrům oběžných kol, zejména posledních stupňů turbin je potřeba zajistit celou
řadu pevnostních a dynamických výpočtů a to se zahrnutím předpětí od šroubů, teplotním zatížením s uvažováním
plasticity materiálu, modelů creepu a predikcí životnosti. TechSim Engineering má specialisty na následující typy
analýz:
Nabízená řešení | Typ analýz | Použitý SW / HW |
---|---|---|
Statické lineární a nelineární analýzy s uvažováním teplotních polí, předepjatých spojů a kontaktů | 3D FEA | Simcenter 3D |
Dynamické úlohy - modální analýzy, rotor dynamika Harmonické a transientní analýzy s cyklickou symetrií |
3D FEA | Simcenter 3D |
Redukce DOFs modelů lopatkových disků – rychlé harmonické a transientní analýzy (s uvažováním tlumícího účinku kontaktů) | 3D FEA | Simcenter 3D |
Nízko a vysoko cyklová únava | 3D FEA | Simcenter 3D |
Creep – použití různých materiálových modelů pro primární, sekundární a tercialní oblast, určení Larson-Millerova parametru | 3D FEA | Simcenter 3D |
Šíření únavových trhlin, stanovení kritického rozměru trhliny, určení zbytkové životnosti | 3D FEA | Simcenter 3D |
Akustika
V poslední době se stále více potkáváme s požadavky zákazníků na možnosti řešení hlučnosti energetických zařízení a to jak z hlediska vibrací, tak i samotného aeroakustického hluku. Techsim Engineering nabízí jak možnosti výpočetní simulace, tak i měření akustickou kamerou nebo intenzitní sondou.
Nabízená řešení | Typ analýz | Použitý SW / HW |
---|---|---|
Simulace a predikce vibračního a aeroakustického hluku točivých strojů | 3D FEA 3D CFD |
Simcenter 3D Simcenter STAR-CCM+ |
Vibroakustická analýza skříní převodovek, krytů kompresorů a turbín | 3D FEA | Simcenter 3D |
Simulace elektromagnetického hluku elektromotorů, generátorů a transformátorů | 3D FEA | Simcenter 3D Simcenter Magnet |
Měření hluku a vibrací | Simcenter Testing Solutions | Simcenter Scadas Simcenter TestLab |
Měření hluku ventilátoru