Modelowanie numeryczne strat w stopniu turbinowym

• Autorzy: Dykas S. , Machalica D. , Szymański A.

Warianty tytułu

EN

Numerical modelling of the losses in gas turbine stage

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia analizę pracy stopnia turbiny gazowej silnika lotniczego pod względem generowania strat przepływowych. W celu ilościowego opisu strat przyjęto energetyczny, entropowy współczynnik oraz dodatkowo współczynnik strat ciśnienia. Rozkłady współczynników strat zostały przedstawione wzdłuż wysokości kanału łopatkowego. Wszystkie te współczynniki zostały określone na podstawie danych z niestacjonarnego pola przepływu i zostały przeanalizowane dla różnego wzajemnego położenia łopatek wirnikowych i kierowniczych. Do obliczeń przepływowych wykorzystano komercyjne oprogramowanie Ansys CFX. Analizy przedstawione w pracy zostały wykonane z wykorzystaniem metody URANS oraz dwóch różnych modeli turbulencji. Pierwszym z nich jest model Shear Stress Transport (SST), drugim należący do grupy modeli hybrydowych Scale-Adaptive Simulation (SAS).

EN

In this article an investigation of the flow losses in an aircraft gas turbine stage has been made. To measure the values of losses three parameters have been used; pressure loss coefficient, energy loss coefficient and entropy generation coefficient. The distribution of parameters has been shown as a function of relative height of the stage. All coefficients were calculated from transient flow analysis done by means of CFD methods for five different mutual positions of rotor and stator blades. For these analyses a commercial Ansys CFX software has been used. The numerical tests have been calculated using URANS calculating method with two different turbulence models. Shear Stress Transport (SST) model and hybrid Scale-Adaptive Simulation (SAS) model.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie numeryczne; turbina gazowa; turbulencja

EN

numerical modelling; gas turbine; turbulence

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 20, nr 51
• Strony: 15--22
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz.

Twórcy

autor

Dykas S.

• Zakład Maszyn Przepływowych i Technologii Energetycznych, Politechnika Śląska

autor

Machalica D.

autor

Szymański A.

• Zakład Maszyn Przepływowych i Technologii Energetycznych, Politechnika Śląska

Bibliografia

• 1. Denton J.D.: Loss mechanisms in turbomachines. “Journal of Turbomachinery” 1993, 115(4), p. 621 - 656.
• 2. Dykas S., Wróblewski W., Łukowicz H.: Prediction of losses in the flow through the last stage of low-pressure steam turbine. “ International Journal for Numerical Methods in Fluids” 2007, Vol. 53, Iss. 6, p. 933 - 945.
• 3. Lampart P.: Investigation of endwall flows and losses in axial turbines. Part I: Formation of endwall flows and losses. “Journal of Theoretical and Applied Mechanics” 2009, Vol. 47, No 2, p. 321 - 342.
• 4. Menter F. R.: Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications. AIAA Journal 1994, Vol. 32, No. 8, p. 1598 - 1605.
• 5. Moffit T. P., Szanca E. M., Whitney W. J.: Design and cold-air test of single-stage uncooled core turbine with high work output. TP-1680, NASA 1980.
• 6. Wei N.:Significance of loss models in aerothermodynamic simulation for axial turbines. Doctoral Thesis. Department of Energy Technology, Division of Heat and Power Technology, Royal Institute of Technology, 2000.
• 7. Wróblewski. W., Gardzilewicz A., Dykas A., Kolovratnik P.: Numerical and experimental investigation of steam condensation in LP part of large power turbine. “Journal of Fluids Engineering” Trans, ASME, 2009, Vol. 131, No. 4, p. 1 - 11 (301).